Helíum er efnafræðilegt frumefni með táknið He og lotunúmer 2. Það er sjaldgæf lofttegund, litlaus, bragðlaus, bragðlaus, óeitruð, ekki eldfimt, aðeins lítillega leysanlegt í vatni. Styrkur helíums í andrúmsloftinu er 5,24 x 10-4 miðað við rúmmálshlutfall. Það hefur lægsta suðu- og bræðslumark allra frumefna og er aðeins til sem gas, nema við mjög köld skilyrði.

Helíum er fyrst og fremst flutt sem loftkennt eða fljótandi helíum og er notað í kjarnakljúfa, hálfleiðara, leysigeisla, ljósaperur, ofurleiðni, tækjabúnað, hálfleiðara og ljósleiðara, kryogenic, MRI og R&D rannsóknarstofurannsóknir.

Lághita kuldagjafinn

Helíum er notað sem frostkælivökvi fyrir kæligjafa, svo sem segulómun (MRI), kjarnasegulómun (NMR) litrófsgreiningu, ofurleiðandi skammtaagnahraðli, stóra æðahraðalinn, víxlmæli (SQUID), rafeindasnúningsómun (ESR) og ofurleiðandi segulorkugeymsla (SMES), MHD ofurleiðandi rafala, ofurleiðandi skynjari, aflflutningur, maglevflutningur, massarófmælir, ofurleiðandi segull, sterkir segulsviðsskiljur, hringlaga ofurleiðandi seglar fyrir samrunakljúfa og aðrar frystirannsóknir. Helíum kælir króógenísk ofurleiðandi efni og segla í næstum algjört núll, en þá fellur viðnám ofurleiðarans skyndilega niður í núll. Mjög lágt viðnám ofurleiðara skapar öflugra segulsvið. Þegar um er að ræða segulómunarbúnað sem notaður er á sjúkrahúsum framleiða sterkari segulsvið meiri smáatriði í röntgenmyndum.

Helíum er notað sem ofurkælivökvi vegna þess að helíum hefur lægsta bræðslu- og suðumark, storknar ekki við loftþrýsting og 0 K og helíum er efnafræðilega óvirkt, sem gerir það nánast ómögulegt að hvarfast við önnur efni. Auk þess verður helíum ofurvökvi undir 2,2 Kelvin. Hingað til hefur hinn einstaki ofurhreyfanleiki ekki verið nýttur í neinu iðnaðarforriti. Við hitastig undir 17 Kelvin kemur ekkert í staðinn fyrir helíum sem kælimiðil í frystigjafanum.

Flug- og geimfarafræði

Helíum er einnig notað í blöðrur og loftskip. Vegna þess að helíum er léttara en loft eru loftskip og blöðrur fyllt af helíum. Helíum hefur þann kost að vera óeldfimt, þó vetni sé fljótlegra og hafi lægri flóttahraða frá himnunni. Önnur aukanotkun er í eldflaugatækni, þar sem helíum er notað sem tapmiðill til að flytja eldsneyti og oxunarefni í geymslugeyma og þétta vetni og súrefni til að búa til eldflaugaeldsneyti. Það gæti einnig verið notað til að fjarlægja eldsneyti og oxunarefni úr burðarbúnaði á jörðu niðri fyrir skotið og gæti forkælt fljótandi vetni í geimfarinu. Í Saturn V eldflauginni sem notuð var í Apollo áætluninni þurfti um 370.000 rúmmetra (13 milljónir rúmmetra) af helíum til að skjóta á loft.

Lekagreining og greiningargreining á leiðslum

Önnur iðnaðarnotkun helíums er lekaleit. Lekaleit er notuð til að greina leka í kerfum sem innihalda vökva og lofttegundir. Vegna þess að helíum dreifist í gegnum föst efni þrisvar sinnum hraðar en loft er það notað sem sporgas til að greina leka í hátæmibúnaði (eins og frosttanka) og háþrýstihylki. Hluturinn er settur í hólf sem síðan er rýmt og fyllt með helíum. Jafnvel við lekahraða allt niður í 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s) er hægt að greina helíum sem sleppur í gegnum lekann með viðkvæmum búnaði (helíummassarófmælir). Mælingarferlið er venjulega sjálfvirkt og er kallað helíum samþættingarpróf. Önnur, einfaldari aðferð er að fylla viðkomandi hlut af helíum og leita handvirkt að leka með lófatæki.

Helium er notað til að greina leka vegna þess að það er minnsta sameindin og er einþátta sameind, þannig að helíum lekur auðveldlega. Helíumgas er fyllt í hlutinn við lekagreiningu og ef leki kemur upp mun helíummassarófsmælirinn geta greint staðsetningu lekans. Hægt er að nota helíum til að greina leka í eldflaugum, eldsneytistönkum, varmaskiptum, gasleiðslum, rafeindatækni, SJÓNVARPSrörum og öðrum framleiðsluhlutum. Lekaleit með helíum var fyrst notuð í Manhattan verkefninu til að greina leka í úranauðgunarverksmiðjum. Lekaleitarhelíum er hægt að skipta út fyrir vetni, köfnunarefni eða blöndu af vetni og köfnunarefni.

Suðu og málmvinnsla

Helíumgas er notað sem hlífðargas í bogasuðu og plasmabogasuðu vegna hærri jónunarmöguleikaorku þess en önnur atóm. Helíumgas í kringum suðuna kemur í veg fyrir að málmurinn oxist í bráðnu ástandi. Hin mikla jónunarmöguleikaorka helíums gerir plasmabogasuðu á ólíkum málmum sem notaðir eru í smíði, skipasmíði og flugrými, svo sem títan, sirkon, magnesíum og álblöndur. Þó að hægt sé að skipta um helíum í hlífðargasinu fyrir argon eða vetni, er ekki hægt að skipta út sumum efnum (eins og títan helíum) fyrir plasmabogasuðu. Vegna þess að helíum er eina gasið sem er öruggt við háan hita.

Eitt af virkustu þróunarsviðunum er suðu úr ryðfríu stáli. Helíum er óvirkt gas, sem þýðir að það verður ekki fyrir neinum efnahvörfum þegar það verður fyrir öðrum efnum. Þessi eiginleiki er sérstaklega mikilvægur í suðuvarnarlofttegundum.

Helíum leiðir einnig hita vel. Þetta er ástæðan fyrir því að það er almennt notað í suðu þar sem meiri hitainntak er krafist til að bæta vætanleika suðunnar. Helíum er einnig gagnlegt við hraðakstur.

Helíum er venjulega blandað argon í mismiklu magni í hlífðargasblöndunni til að nýta góða eiginleika beggja lofttegunda til fulls. Helíum, til dæmis, virkar sem hlífðargas til að hjálpa til við að veita breiðari og grynnri hátt í gegnum suðu. En helíum veitir ekki þá hreinsun sem argon gerir.

Fyrir vikið telja málmframleiðendur oft að blanda argon við helíum sem hluta af vinnuferli sínu. Fyrir gasvarið málmbogasuðu getur helíum verið 25% til 75% af gasblöndunni í helíum/argon blöndunni. Með því að stilla samsetningu hlífðargasblöndunnar getur suðumaðurinn haft áhrif á hitadreifingu suðunnar, sem aftur hefur áhrif á lögun þversniðs suðumálms og suðuhraða.

Rafræn hálfleiðaraiðnaður

Sem óvirkt gas er helíum svo stöðugt að það hvarfast varla við önnur frumefni. Þessi eiginleiki gerir það að verkum að það er notað sem skjöldur í bogasuðu (til að koma í veg fyrir mengun súrefnis í loftinu). Helium hefur einnig önnur mikilvæg forrit, svo sem hálfleiðara og ljósleiðaraframleiðslu. Að auki getur það komið í stað köfnunarefnis í djúpköfun til að koma í veg fyrir myndun köfnunarefnisbólur í blóðrásinni og koma þannig í veg fyrir köfunarveiki.

Alþjóðlegt sölumagn helíums (2016-2027)

Alheimsmarkaðurinn fyrir helíum náði okkur 1825,37 milljónum dala árið 2020 og búist er við að hann nái 2742,04 milljónum dala árið 2027, með samsettan árlegan vöxt (CAGR) upp á 5,65% (2021-2027). Mikil óvissa ríkir í greininni á næstu árum. Spágögnin fyrir 2021-2027 í þessu blaði eru byggð á sögulegri þróun undanfarinna ára, áliti sérfræðinga í iðnaði og áliti sérfræðinga í þessu blaði.

Helíumiðnaðurinn er mjög einbeittur, fengin úr náttúruauðlindum og hefur takmarkaða alþjóðlega framleiðendur, aðallega í Bandaríkjunum, Rússlandi, Katar og Alsír. Í heiminum er neytendageirinn einbeitt í Bandaríkjunum, Kína og Evrópu og svo framvegis. Bandaríkin eiga sér langa sögu og óhagganlega stöðu í greininni.

Mörg fyrirtæki eru með nokkrar verksmiðjur, en þær eru yfirleitt ekki nálægt neytendamörkuðum sínum. Þess vegna hefur varan háan flutningskostnað.

Frá fyrstu fimm árum hefur framleiðslan vaxið mjög hægt. Helíum er óendurnýjanlegur orkugjafi og stefna er til staðar í framleiðslulöndum til að tryggja áframhaldandi notkun þess. Sumir spá því að helíum muni klárast í framtíðinni.

Iðnaðurinn er með hátt hlutfall inn- og útflutnings. Næstum öll lönd nota helíum, en aðeins örfá hafa helíumforða.

Helium hefur fjölbreytta notkunarmöguleika og verður fáanlegt á fleiri og fleiri sviðum. Í ljósi skorts á náttúruauðlindum er líklegt að eftirspurn eftir helíum muni aukast í framtíðinni, sem krefst viðeigandi valkosta. Gert er ráð fyrir að verð á helíum haldi áfram að hækka frá 2021 til 2026, úr $13,53 / m3 (2020) í $19,09 / m3 (2027).

Atvinnugreinin verður fyrir áhrifum af hagfræði og stefnu. Eftir því sem hagkerfi heimsins batnar, hafa fleiri og fleiri fólk áhyggjur af því að bæta umhverfisstaðla, sérstaklega á vanþróuðum svæðum með stóra íbúa og hraðan hagvöxt, mun eftirspurn eftir helíum aukast.

Sem stendur eru helstu alþjóðlegir framleiðendur Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) og Gazprom (Ru), o.fl. Árið 2020 mun söluhlutdeild Top 6 framleiðenda fara yfir 74%. Gert er ráð fyrir að samkeppnin í greininni muni harðna á næstu árum.

HL Cryogenic búnaður

Vegna skorts á fljótandi helíumauðlindum og hækkandi verðs er mikilvægt að draga úr tapi og endurheimt fljótandi helíums í notkun þess og flutningsferli.

HL Cryogenic Equipment sem var stofnað árið 1992 er vörumerki tengt HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment hefur skuldbundið sig til að hanna og framleiða hátæmieinangraða Cryogenic Piping System og tengdan stuðningsbúnað til að mæta hinum ýmsu þörfum viðskiptavina. Tómarúm einangraða rörið og sveigjanlega slöngan eru smíðuð í hátæmi og marglaga fjölskjás sérstökum einangruðum efnum og fara í gegnum röð af mjög ströngum tæknilegum meðferðum og hátæmimeðferð, sem er notuð til að flytja fljótandi súrefni, fljótandi köfnunarefni , fljótandi argon, fljótandi vetni, fljótandi helíum, fljótandi etýlengas LEG og fljótandi náttúrugas LNG.

Vöruröðin af Vacuum Jacketed Pipe, Vacuum Jacketed Hose, Vacuum Jacketed Valve og Phase Separator í HL Cryogenic Equipment Company, sem fór í gegnum röð afar strangra tæknilegra meðferða, eru notuð til að flytja fljótandi súrefni, fljótandi köfnunarefni, fljótandi argon, fljótandi vetni, fljótandi helíum, LEG og LNG, og þessar vörur eru þjónustaðar fyrir frostrænan búnað (td frosttanka, dewars og coldbox o.s.frv.) í iðnaði loftaðskilnaðar, lofttegunda, flugs, rafeindatækni, ofurleiðara, flísar, sjálfvirknisamsetningar, matvæla og drykkur, apótek, sjúkrahús, lífsýnasafn, gúmmí, ný efnisframleiðsla efnaverkfræði, járn og stál, og vísindarannsóknir o.fl.

HL Cryogenic Equipment Company hefur orðið hæfur birgir/seljandi Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani og Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) o.fl.