Хелият е химически елемент със символа, който той и атомният номер 2. Това е рядък атмосферен газ, безцветни, безвкусни, безвкусни, нетоксични, незапалими, само леко разтворими във водата. Концентрацията на хелий в атмосферата е 5,24 х 10-4 в обемния процент. Той има най -ниските точки на кипене и топене на всеки елемент и съществува само като газ, освен при изключително студени условия.

Хелият се транспортира предимно като газообразен или течен хелий и се използва в ядрени реактори, полупроводници, лазери, крушки, свръхпроводимост, инструменти, полупроводници и оптични влакна, криогенни, ЯМР и научноизследователски и развойни лабораторни изследвания.

Студен източник с ниска температура

Хелият се използва като криогенна охлаждаща течност за криогенни източници на охлаждане, като магнитно -резонансно изображение (ЯМР), ядрено -магнитен резонанс (ЯМР) спектроскопия, свръхпроводящ квантонен ускорител на частиците, големият адронен сблъсък, интерферометър (SQUID), електрон -спинов резонанс (ESR) и свръхпроводящо съхранение на магнитна енергия (МСП), MHD свръхпроводящи генератори, свръхпроводящ сензор, предаване на мощност, транспортиране на Maglev, масспектрометър, свръхпроводящ магнит, силни разделители на магнитно поле, суперпроводящи магнити за магнити за магнити за фюжър и други криогенни изследвания. Хелий охлажда криогенни свръхпроводящи материали и магнити до почти абсолютна нула, в този момент устойчивостта на свръхпроводника внезапно пада до нула. Много ниската устойчивост на свръхпроводник създава по -мощно магнитно поле. В случай на ЯМР оборудване, използвано в болниците, по -силните магнитни полета произвеждат повече подробности в рентгенографските изображения.

Хелият се използва като супер охлаждаща течност, тъй като хелият има най -ниските точки на топене и кипене, не се втвърдява при атмосферно налягане и 0 К, а хелият е химически инертен, което прави почти невъзможно да се реагира с други вещества. В допълнение, хелийът става свръхпроизводител под 2.2 Келвин. Досега уникалната ултра-мобилност не е била експлоатирана в никакво индустриално приложение. При температури под 17 Келвин няма заместител на хелий като хладилен агент в криогенния източник.

Аеронавтика и астронавтика

Хелият се използва и в балони и дирижабли. Тъй като хелият е по -лек от въздуха, дирижабърите и балоните са пълни с хелий. Хелият има предимството да бъде незапалим, въпреки че водородът е по -плаващ и има по -ниска скорост на бягство от мембраната. Друга вторична употреба е в ракетната технология, където хелият се използва като среда за загуба за изместване на горивото и окислител в резервоарите за съхранение и кондензиране на водород и кислород, за да се направи ракетно гориво. Може да се използва и за отстраняване на гориво и окислител от оборудване за подпомагане на земята преди старта и може предварително да готи течен водород в космическия кораб. В ракетата Saturn V, използвана в програмата Apollo, бяха необходими около 370 000 кубически метра (13 милиона кубически фута) хелий.

Анализ на откриване на теч и откриване на тръбопровода

Друго индустриално използване на хелий е откриване на течове. Откриването на течове се използва за откриване на течове в системи, съдържащи течности и газове. Тъй като хелият се дифундира през твърди вещества три пъти по-бързо от въздуха, той се използва като проследяващ газ за откриване на течове в високо-вакуумно оборудване (като криогенни резервоари) и съдове с високо налягане. Обектът се поставя в камера, която след това се евакуира и се напълва с хелий. Дори при скорост на изтичане до 10-9 mbar • l / s (10-10 pa • m3 / s), хелийът, избягал през теча, може да бъде открит от чувствително устройство (хелиев масов спектрометър). Процедурата за измерване обикновено се автоматизира и се нарича тест за интеграция на хелий. Друг, по -опростен метод е да попълните въпросния обект с хелий и ръчно да търсите течове с помощта на ръчно устройство.

Хелият се използва за откриване на течове, тъй като е най -малката молекула и е монатомна молекула, така че хелийът изтича лесно. Хелиевият газ се запълва в обекта по време на откриване на течове и ако се появи изтичане, хелиевият масспектрометър ще може да открие местоположението на теча. Хелият може да се използва за откриване на течове в ракети, резервоари за гориво, топлообменници, газови линии, електроника, телевизионни тръби и други производствени компоненти. Откриването на течове с помощта на хелий е използвано за първи път по време на проекта в Манхатън за откриване на течове в инсталациите за обогатяване на уран. Хелият за откриване на теч може да бъде заменен с водород, азот или смес от водород и азот.

Заваряване и метална работа

Хелиевият газ се използва като защитен газ в заваряване на дъгови и плазмени дъга за заваряване поради по -високата си енергия на йонизация в сравнение с другите атоми. Хелиевият газ около заварката предотвратява окисляването на метала в разтопено състояние. Високата йонизационна потенциална енергия на хелий позволява заваряване на плазмена дъга на различни метали, използвани при строителството, корабостроителницата и аерокосмическото пространство, като титан, цирконий, магнезий и алуминиеви сплави. Въпреки че хелият в екраниращия газ може да бъде заменен с аргон или водород, някои материали (като титанов хелий) не могат да бъдат заменени за заваряване на плазмената дъга. Защото хелият е единственият газ, който е безопасен при високи температури.

Една от най -активните области на развитие е заваряването от неръждаема стомана. Хелият е инертен газ, което означава, че не претърпява никакви химически реакции, когато е изложен на други вещества. Тази характеристика е особено важна за закриващите се защитни газове.

Хелий също провежда топлинна добре. Ето защо той обикновено се използва в заварки, при които е необходим по -голям вход на топлина за подобряване на омокряемостта на заваръчната заварка. Хелият също е полезен за превишена скорост.

Хелият обикновено се смесва с аргон в различни количества в защитната газова смес, за да се възползва максимално от добрите свойства на двата газа. Хелият, например, действа като защитен газ, за ​​да помогне за осигуряване на по -широки и по -плитки режими на проникване по време на заваряване. Но Хелий не осигурява почистването, което прави Аргон.

В резултат на това производителите на метали често обмислят да смесват аргона с хелий като част от техния работен процес. За заваряване с метална дъга, хелий, може да съдържа 25% до 75% от газовата смес в сместа хелий/аргон. Чрез регулиране на състава на защитната газова смес, заварчикът може да повлияе на разпределението на топлината на заварката, което от своя страна влияе върху формата на напречното сечение на заваръчния метал и скоростта на заваряване.

Електронна полупроводникова индустрия

Като инертен газ хелият е толкова стабилен, че едва ли реагира с други елементи. Това свойство го използва като щит при дъгова заваряване (за предотвратяване на замърсяване на кислорода във въздуха). Helium има и други критични приложения, като полупроводници и производство на оптични влакна. В допълнение, той може да замени азота в дълбоко гмуркане, за да се предотврати образуването на азотни мехурчета в кръвта, като по този начин предотвратява болестта на гмуркането.

Глобален обем на продажбите на хелий (2016-2027)

Глобалният пазар на хелий достигна 1825,37 милиона щатски долара през 2020 г. и се очаква да достигне 2742,04 милиона щатски долара през 2027 г., със сложен годишен темп на растеж (CAGR) от 5,65% (2021-2027). Индустрията има голяма несигурност през следващите години. Данните за прогнозата за 2021-2027 г. в този документ се основават на историческото развитие през последните няколко години, мненията на експертите в индустрията и мненията на анализаторите в този документ.

Хелийската индустрия е силно концентрирана, получена от природни ресурси и има ограничени глобални производители, главно в САЩ, Русия, Катар и Алжир. В света потребителският сектор е концентриран в САЩ, Китай и Европа и т.н. Съединените щати имат дълга история и непоклатима позиция в индустрията.

Много компании имат няколко фабрики, но обикновено не са близки до целевите си потребителски пазари. Следователно продуктът има високи транспортни разходи.

От първите пет години производството нараства много бавно. Helium е невъзобновяем източник на енергия и съществуват политики при производството на страни, за да се гарантира непрекъснатото му използване. Някои прогнозират, че хелий ще изтече в бъдеще.

Промишлеността има висок дял от вноса и износа. Почти всички страни използват хелий, но само няколко имат резерви на хелий.

Helium има широк спектър от употреби и ще се предлага във все повече полета. Като се има предвид недостигът на природните ресурси, търсенето на хелий вероятно ще се увеличи в бъдеще, изисквайки подходящи алтернативи. Очаква се цените на хелий да продължат да нарастват от 2021 г. до 2026 г., от $ 13,53 / m3 (2020) до $ 19,09 / m3 (2027).

Промишлеността е повлияна от икономиката и политиката. Тъй като световната икономика се възстановява, все повече и повече хора са загрижени за подобряване на стандартите за околната среда, особено в недоразвитите региони с голямо население и бърз икономически растеж, търсенето на хелий ще се увеличи.

Понастоящем основните световни производители включват Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) и Gazprom (RU) и др. През 2020 г. дялът на продажбите на топ 6 производители ще надвишава 74%. Очаква се конкуренцията в индустрията да стане по -интензивна през следващите няколко години.

HL криогенно оборудване

Поради недостига на течни хелиеви ресурси и нарастващата цена е важно да се намали загубата и възстановяването на течен хелий в процеса на използване и транспортиране.

HL Cryogenic Equipment, което е основано през 1992 г., е марка, свързана с HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL криогенното оборудване се ангажира с проектирането и производството на високо вакуумната изолирана криогенна тръбна система и свързаното с тях оборудване за поддръжка, за да отговори на различните нужди на клиентите. Вакуумната изолирана тръба и гъвкав маркуч са конструирани във високо вакуум и многослоен многоекранни специални изолирани материали и преминава през серия от изключително строги технически лечения и високо вакуумно обработка, която се използва за прехвърляне на течен кислород, течен азот , Течен аргон, течен водород, течен хелий, втечнен етилен газ крак и втечнен природен газ.

Продуктовата серия от вакуумни тръби, вакуумна кокоша маркуч, вакуумна кокетна клапа и фазов сепаратор в компанията за криогенно оборудване на HL, която премина през серия от изключително строги технически обработки, се използват за прехвърляне на течен кислород, течен азот, течен аргон, liquid hydrogen, liquid helium, LEG and LNG, and these products are serviced for cryogenic equipment (eg cryogenic tanks, dewars and coldboxes etc.) in industries of air separation, gases, aviation, electronics, superconductor, chips, automation assembly, food & Напитки, аптека, болница, биобанка, каучук, нови материали за производство на химическо инженерство, желязо и стомана и научни изследвания и др.

Компанията HL Cryogenic Equipment се превърна в квалифициран доставчик/продавач на Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani и Hangzhou кислородна група (Hangyang) и т.н.