Хелиумот е хемиски елемент со симбол He и атомски број 2. Тој е редок атмосферски гас, безбоен, безвкусен, безвкусен, нетоксичен, незапалив, само малку растворлив во вода. Концентрацијата на хелиум во атмосферата е 5,24 x 10-4 по волуменски процент. Има најниски точки на вриење и топење од кој било елемент и постои само како гас, освен во екстремно ладни услови.

Хелиумот првенствено се транспортира како гасовит или течен хелиум и се користи во нуклеарни реактори, полупроводници, ласери, светилки, суперспроводливост, инструментација, полупроводници и оптички влакна, криогени, МРИ и лабораториски истражувања за истражување и развој.

Извор на студ со ниска температура

Хелиумот се користи како криогено средство за ладење за криогени извори на ладење, како што се магнетна резонанца (MRI), спектроскопија на нуклеарна магнетна резонанца (NMR), суперспроводлив квантен забрзувач на честички, голем хадронски сударач, интерферометар (SQUID), електронска спинска резонанца (ESR) и складирање на суперспроводлива магнетна енергија (SMES), MHD суперспроводливи генератори, суперспроводлив сензор, пренос на енергија, маглев транспорт, масен спектрометар, суперспроводлив магнет, сепаратори на силно магнетно поле, прстенести суперспроводливи магнети за фузиски реактори и други криогени истражувања. Хелиумот ги лади криогените суперспроводливи материјали и магнети до апсолутна нула, при што отпорот на суперспроводникот одеднаш паѓа на нула. Многу нискиот отпор на суперспроводникот создава помоќно магнетно поле. Во случај на опрема за MRI што се користи во болниците, посилните магнетни полиња произведуваат повеќе детали во радиографските слики.

Хелиумот се користи како супер средство за ладење бидејќи хелиумот има најниски точки на топење и вриење, не се стврднува на атмосферски притисок и 0 K, а хелиумот е хемиски инертен, што го прави речиси невозможно да реагира со други супстанции. Покрај тоа, хелиумот станува суперфлуид под 2,2 Келвини. Досега, единствената ултрамобилност не е искористена во ниедна индустриска примена. На температури под 17 Келвини, нема замена за хелиумот како средство за ладење во криогениот извор.

Аеронаутика и астронаутика

Хелиумот се користи и во балони и воздушни бродови. Бидејќи хелиумот е полесен од воздухот, воздушните бродови и балоните се полнат со хелиум. Хелиумот има предност што е незапалив, иако водородот е попловен и има помала стапка на бегство од мембраната. Друга секундарна употреба е во ракетната технологија, каде што хелиумот се користи како медиум за губење за поместување на горивото и оксидаторот во резервоарите за складирање и кондензирање на водородот и кислородот за производство на ракетно гориво. Исто така, може да се користи за отстранување на горивото и оксидаторот од опремата за поддршка на земјата пред лансирање и може да го претходно излади течниот водород во вселенското летало. Во ракетата Сатурн V што се користи во програмата Аполо, потребни се околу 370.000 кубни метри (13 милиони кубни стапки) хелиум за лансирање.

Детекција и анализа на откривање на протекување во цевковод

Друга индустриска употреба на хелиумот е откривање на протекување. Детекцијата на протекување се користи за откривање на протекување во системи што содржат течности и гасови. Бидејќи хелиумот дифундира низ цврсти материи три пати побрзо од воздухот, се користи како трасерски гас за откривање на протекување во опрема со висок вакуум (како што се криогени резервоари) и садови под висок притисок. Предметот се става во комора, која потоа се вакуумира и се полни со хелиум. Дури и при стапки на протекување од 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), хелиумот што излегува низ протекувањето може да се открие со чувствителен уред (масен спектрометар со хелиум). Постапката за мерење обично е автоматизирана и се нарекува тест за интеграција на хелиум. Друг, поедноставен метод е да се наполни предметниот објект со хелиум и рачно да се пребарува за протекување со помош на рачен уред.

Хелиумот се користи за откривање на протекување бидејќи е најмалиот молекул и е моноатомски молекул, па затоа хелиумот лесно протекува. Хелиумскиот гас се полни во објектот за време на откривањето на протекување, и ако се случи протекување, масениот спектрометар со хелиум ќе може да ја открие локацијата на протекувањето. Хелиумот може да се користи за откривање на протекување во ракети, резервоари за гориво, разменувачи на топлина, гасоводи, електроника, телевизиски цевки и други производствени компоненти. Детекцијата на протекување со употреба на хелиум за прв пат беше употребена за време на проектот Менхетен за откривање на протекување во постројки за збогатување на ураниум. Хелиумот за откривање на протекување може да се замени со водород, азот или мешавина од водород и азот.

Заварување и обработка на метал

Хелиумскиот гас се користи како заштитен гас при лачно заварување и плазма лачно заварување поради неговата поголема јонизирачка потенцијална енергија од другите атоми. Хелиумскиот гас околу заварот спречува металот да оксидира во стопена состојба. Високата јонизирачка потенцијална енергија на хелиумот овозможува плазма лачно заварување на различни метали што се користат во градежништвото, бродоградбата и воздухопловството, како што се титаниум, циркониум, магнезиум и легури на алуминиум. Иако хелиумот во заштитниот гас може да се замени со аргон или водород, некои материјали (како што е титаниум-хелиум) не можат да се заменат со плазма лачно заварување. Бидејќи хелиумот е единствениот гас што е безбеден на високи температури.

Една од најактивните области на развој е заварувањето со не'рѓосувачки челик. Хелиумот е инертен гас, што значи дека не подлежи на никакви хемиски реакции кога е изложен на други супстанции. Оваа карактеристика е особено важна кај гасовите за заштита од заварување.

Хелиумот, исто така, добро спроведува топлина. Затоа најчесто се користи во завари каде што е потребен поголем внес на топлина за да се подобри навлажнувањето на заварот. Хелиумот е корисен и за забрзување.

Хелиумот обично се меша со аргон во различни количини во заштитната гасна смеса за целосно да се искористат добрите својства на двата гаса. Хелиумот, на пример, делува како заштитен гас за да помогне во обезбедувањето пошироки и поплитки начини на пенетрација за време на заварувањето. Но, хелиумот не го обезбедува чистењето што го прави аргонот.

Како резултат на тоа, производителите на метал често го разгледуваат мешањето на аргон со хелиум како дел од нивниот работен процес. За заварување со лак на метал со гасна заштита, хелиумот може да сочинува од 25% до 75% од гасната смеса во смесата хелиум/аргон. Со прилагодување на составот на заштитната гасна смеса, заварувачот може да влијае на распределбата на топлината на заварот, што пак влијае на обликот на пресекот на металот на заварот и брзината на заварувањето.

Индустрија за електронски полупроводници

Како инертен гас, хелиумот е толку стабилен што речиси и не реагира со други елементи. Ова својство го прави да се користи како штит при лачно заварување (за да се спречи контаминација на кислород во воздухот). Хелиумот има и други критични примени, како што се производството на полупроводници и оптички влакна. Покрај тоа, може да го замени азотот при длабоко нуркање за да се спречи формирање на азотни меурчиња во крвотокот, со што се спречува нуркачка болест.

Глобален обем на продажба на хелиум (2016-2027)

Глобалниот пазар на хелиум достигна 1825,37 милиони американски долари во 2020 година и се очекува да достигне 2742,04 милиони американски долари во 2027 година, со сложена годишна стапка на раст (CAGR) од 5,65% (2021-2027). Индустријата има голема неизвесност во наредните години. Податоците за прогнозата за 2021-2027 година во овој труд се базираат на историскиот развој од изминатите неколку години, мислењата на експертите од индустријата и мислењата на аналитичарите во овој труд.

Хелиумската индустрија е високо концентрирана, набавена од природни ресурси и има ограничен број глобални производители, главно во САД, Русија, Катар и Алжир. Во светот, потрошувачкиот сектор е концентриран во САД, Кина, Европа и така натаму. САД имаат долга историја и непоколеблива позиција во индустријата.

Многу компании имаат неколку фабрики, но тие обично не се блиску до нивните целни потрошувачки пазари. Затоа, производот има високи трошоци за транспорт.

Од првите пет години, производството расте многу бавно. Хелиумот е необновлив извор на енергија, а во земјите производители се воспоставени политики за да се обезбеди негова континуирана употреба. Некои предвидуваат дека хелиумот ќе снема во иднина.

Индустријата има висок удел на увоз и извоз. Речиси сите земји користат хелиум, но само неколку имаат резерви на хелиум.

Хелиумот има широк спектар на употреба и ќе биде достапен во сè повеќе области. Со оглед на оскудноста на природните ресурси, побарувачката за хелиум веројатно ќе се зголеми во иднина, што ќе бара соодветни алтернативи. Се очекува цените на хелиумот да продолжат да растат од 2021 до 2026 година, од 13,53 долари/м3 (2020) на 19,09 долари/м3 (2027).

Индустријата е под влијание на економијата и политиката. Со закрепнувањето на глобалната економија, сè повеќе луѓе се загрижени за подобрување на еколошките стандарди, особено во неразвиените региони со големо население и брз економски раст, а побарувачката за хелиум ќе се зголеми.

Во моментов, главните глобални производители се „Расгас“, „Линде груп“, „Ер Кемикал“, „ЕксонМобил“, „Ер Ликвид“ (Дз) и „Газпром“ (Ру), итн. Во 2020 година, уделот во продажбата на првите 6 производители ќе надмине 74%. Се очекува конкуренцијата во индустријата да стане поинтензивна во следните неколку години.

HL криогена опрема

Поради недостигот на ресурси на течен хелиум и растечката цена, важно е да се намали загубата и обновувањето на течниот хелиум во процесот на неговата употреба и транспорт.

HL Cryogenic Equipment, основана во 1992 година, е бренд поврзан со HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment е посветена на дизајнирање и производство на криогенски цевководен систем со висока вакуумска изолација и сродна помошна опрема за да ги задоволи различните потреби на клиентите. Вакуумски изолираните цевки и флексибилни црева се конструирани од високовакуумски и повеќеслојни, повеќеслојни специјални изолирани материјали и поминуваат низ серија екстремно строги технички третмани и третман со висок вакуум, кој се користи за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелиум, течен етилен гас LEG и течен природен гас LNG.

Серијата производи на цевки со вакуумска обвивка, црева со вакуумска обвивка, вентил со вакуумска обвивка и фазен сепаратор во компанијата HL Cryogenic Equipment, кои поминале низ серија екстремно строги технички третмани, се користат за пренос на течен кислород, течен азот, течен аргон, течен водород, течен хелиум, LEG и LNG, а овие производи се сервисираат за криогена опрема (на пр. криогени резервоари, Дјуар и ладилници итн.) во индустриите за сепарација на воздух, гасови, авијација, електроника, суперпроводници, чипови, склопување автоматизација, храна и пијалоци, фармација, болници, биобанки, гума, производство на нови материјали, хемиско инженерство, железо и челик и научни истражувања итн.

Компанијата HL Cryogenic Equipment стана квалификуван снабдувач/продавач на Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani и Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) итн.