Helium er efnafræðileg þáttur með táknið sem hann og atómnúmer 2. er sjaldgæft andrúmsloftsgas, litlaust, bragðlaust, bragðlaust, ekki eitrað, ekki eldfimt, aðeins örlítið leysanlegt í vatni. Styrkur helíums í andrúmsloftinu er 5,24 x 10-4 miðað við rúmmálshlutfall. Það er með lægstu sjóðandi og bræðslumark hvers frumefnis og er aðeins til sem gas, nema við mjög kaldar aðstæður.

Helíum er fyrst og fremst flutt sem loftkennt eða fljótandi helíum og er notað í kjarnakljúfum, hálfleiðara, leysir, ljósaperur, ofleiðni, tækjabúnað, hálfleiðara og ljósleiðara, kryógen, Hafrannsóknastofnun og R & D rannsóknarstofu.

Kalt uppspretta lágs hitastigs

Helíum er notað sem kryógenískt kælivökva við kryógenísk kælingu, svo sem segulómun (Hafrannsóknastofnun), kjarna segulómunar (NMR) litrófsgreiningar, ofurleiðandi skammta agnahraðara, stóra Hadron Collider, Interferometomer (Squid), Rafeind Resonance (ESR) og SuperConding Magnetic Gorate (SMES), MHD), MHD) og SuperCondting Magneftiritun (SMES), MHD Resonance (ESR) og SuperCondate Magneferómetri (SMES), MHD (MHD (ESR) og SuperCondact Magneter. Ofurleiðandi rafalar, ofurleiðandi skynjari, raforkuflutningur, Maglev flutning, massagreining, ofurleiðandi segull, sterkur segulsviðskiljunar, hringlaga sviði ofurleiðandi segull fyrir samrunaofna og aðrar kryógenrannsóknir. Helium kælir kryógenískt ofleiðandi efni og seglum í nærri núlli, en á þeim tímapunkti lækkar mótspyrna ofurleiðarans skyndilega niður í núll. Mjög lítil viðnám ofurleiðara skapar öflugri segulsvið. Þegar um er að ræða MRI búnað sem notaður er á sjúkrahúsum framleiða sterkari segulsvið nánar í myndgreiningarmyndum.

Helium er notað sem ofurkælivökvi vegna þess að helíum er með lægstu bráðnunar- og sjóðandi stig, styrkir ekki við andrúmsloftsþrýsting og 0 K, og helíum er efnafræðilega óvirk, sem gerir það næstum ómögulegt að bregðast við öðrum efnum. Að auki verður helíum ofurflúid undir 2,2 Kelvin. Fram til þessa hefur ekki verið nýtt hina einstöku öfgafullu hreyfanleika í neinni iðnaðarumsókn. Við hitastig undir 17 Kelvin kemur enginn í staðinn fyrir helíum sem kælimiðil í kryógeni.

Flugvélar og geimfari

Helium er einnig notað í blöðrum og loftskipum. Vegna þess að helíum er léttara en loft, eru loftskip og blöðrur fylltar með helíum. Helium hefur þann kost að vera ófóðanlegur, þó að vetni sé meira flot og hefur lægri flóttahraða frá himnunni. Önnur aukanotkun er í eldflaugartækni, þar sem Helium er notað sem tap miðill til að koma í veg fyrir eldsneyti og oxunarefni í geymslutanki og þétta vetni og súrefni til að búa til eldflaugareldsneyti. Það væri einnig hægt að nota það til að fjarlægja eldsneyti og oxunarefni úr stuðningsbúnaði á jörðu niðri áður en hann var settur af stað og gæti forkælt fljótandi vetni í geimfarinu. Í Saturn V eldflauginni sem notuð var í Apollo áætluninni var um 370.000 rúmmetrar (13 milljónir rúmmetra) af helíum til að koma af stað.

Greining á leka og uppgötvun leiðslu

Önnur iðnaðarnotkun helíums er lekagreining. Lekagreining 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 snefilgas til að greina leka í háu töskubúnaði (svo sem kryógengeymum) og háþrýstingsskipum. Hluturinn er settur í hólf, sem síðan er fluttur og fylltur með helíum. Jafnvel við lekahraða allt að 10-9 mbar • L / s (10-10 Pa • M3 / s), er hægt að greina helíum sem sleppur í gegnum lekann með viðkvæmu tæki (helíum massagreining). Mælingaraðferðin er venjulega sjálfvirk og er kölluð Helium samþættingarpróf. Önnur, einfaldari aðferð er að fylla hlutinn sem um ræðir með helíum og leita handvirkt að leka með því að nota lófatæki.

Helíum er notað til að greina leka vegna þess að það er minnsta sameindin og er monatomic sameind, svo helíum lekur auðveldlega. Helíumgas er fyllt í hlutinn við leka uppgötvun og ef leki á sér stað mun helíum massagreiningin geta greint staðsetningu lekans. Helíum er hægt að nota til að greina leka í eldflaugum, eldsneytistönkum, hitaskiptum, gaslínum, rafeindatækni, sjónvarpsrörum og öðrum framleiðsluþáttum. Lekagreining með því að nota helíum var fyrst notað við Manhattan verkefnið til að greina leka við úran auðgunarplöntur. Hægt er að skipta um helíum í leka með vetni, köfnunarefni eða blöndu af vetni og köfnunarefni.

Suðu og málmur að vinna

Helíumgas er notað sem verndandi gas í boga suðu og plasma boga suðu vegna hærri jónunargetu orku þess en önnur atóm. Helíumgas umhverfis suðu kemur í veg fyrir að málmurinn oxast í bráðnu ástandi. Mikil jónunargeta orka helíums gerir kleift að suðu í plasma á ólíkum málmum sem notaðir eru við smíði, skipasmíði og geimferð, svo sem títan, sirkon, magnesíum og ál málmblöndur. Þrátt fyrir að hægt sé að skipta um helíum í hlífðargasinu með argon eða vetni er ekki hægt að skipta um sum efni (svo sem títanhelíum) fyrir plasmabogasuðu. Vegna þess að helíum er eina gasið sem er öruggt við hátt hitastig.

Eitt virkasta þróunarsviðið er suðu úr ryðfríu stáli. Helium er óvirkt gas, sem þýðir að það gengur ekki undir nein efnafræðileg viðbrögð þegar þau verða fyrir öðrum efnum. Þetta einkenni er sérstaklega mikilvægt í suðuvarnar lofttegundum.

Helium stýrir einnig hita vel. Þetta er ástæðan fyrir því að það er almennt notað í suðu þar sem hærri hitainntak er nauðsynlegt til að bæta væfanleika suðu. Helíum er einnig gagnlegt fyrir hraðakstur.

Helíum er venjulega blandað saman við argon í mismunandi magni í hlífðargasblöndunni til að nýta til fulls góðs eiginleika beggja lofttegunda. Helium virkar til dæmis sem hlífðargas til að hjálpa til við að veita víðtækari og grynnri skarpskyggni meðan á suðu stendur. En Helium veitir ekki hreinsunina sem Argon gerir.

Fyrir vikið telja málmframleiðendur oft að blanda argon við helíum sem hluta af vinnuferli sínu. Fyrir gasvarðað málmbogasuðu getur helíum samanstendur af 25% til 75% af gasblöndunni í helíum/argonblöndunni. Með því að stilla samsetningu hlífðargasblöndunnar getur suðuhylkinn haft áhrif á hitadreifingu suðu, sem aftur hefur áhrif á lögun þversniðs suðumálmsins og suðuhraða.

Rafrænt hálfleiðaraiðnaður

Sem óvirk gas er helíum svo stöðugt að það bregst varla við öðrum þáttum. Þessi eign gerir það að verkum að það er notað sem skjöld í boga suðu (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 djúpri köfun til að koma í veg fyrir myndun köfnunarefnisbólur í blóðrásinni og þannig komið í veg fyrir köfunarsjúkdóm.

Global Helium sölumagn (2016-2027)

Alheims helíummarkaðurinn náði 1825,37 milljónum Bandaríkjadala árið 2020 og er búist við að hann muni ná 2742,04 milljónum Bandaríkjadala árið 2027, með samsettan árlegan vöxt (CAGR) um 5,65% (2021-2027). Iðnaðurinn hefur mikla óvissu á næstu árum. Spá um gögn fyrir 2021-2027 í þessari grein eru byggð á sögulegri þróun undanfarinna ára, álitsfræðinga sérfræðinga í iðnaði og álit greiningaraðila í þessari grein.

Helíumiðnaðurinn er mjög einbeittur, fenginn frá náttúruauðlindum og hefur takmarkað alþjóðlega framleiðendur, aðallega í Bandaríkjunum, Rússlandi, Katar og Alsír. Í heiminum er neytendageirinn einbeittur í Bandaríkjunum, Kína og Evrópu og svo framvegis. Bandaríkin hafa langa sögu og óhagganlega stöðu í greininni.

Mörg fyrirtæki eru með nokkrar verksmiðjur, en þau eru yfirleitt ekki nálægt markamörkuðum. Þess vegna hefur varan hátt flutningskostnað.

Síðan fyrstu fimm árin hefur framleiðslan vaxið mjög hægt. Helium er ekki endurnýjanleg orkugjafi og stefna er til staðar í framleiðslulöndum til að tryggja áframhaldandi notkun þess. Sumir spá því að helíum muni renna út í framtíðinni.

Iðnaðurinn hefur hátt hlutfall innflutnings og útflutnings. Næstum öll lönd nota helíum, en aðeins fáir eru með helíumforða.

Helium hefur mikið úrval af notkun og verður fáanlegt á fleiri og fleiri reitum. Í ljósi skorts á náttúruauðlindum er líklegt að eftirspurn eftir helíum aukist í framtíðinni og þarfnast viðeigandi valkosta. Búist er við að helíumverð muni halda áfram að hækka frá 2021 í 2026, úr $ 13,53 / m3 (2020) í $ 19,09 / m3 (2027).

Iðnaðurinn hefur áhrif á hagfræði og stefnu. Þegar hagkerfi heimsins batnar hafa sífellt fleiri áhyggjur af því að bæta umhverfisstaðla, sérstaklega á vanþróuðum svæðum með stórum íbúum og örum hagvexti, mun eftirspurnin eftir helíum aukast.

Sem stendur eru helstu framleiðendur á heimsvísu meðal annars Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) og Gazprom (RU) o.fl. Árið 2020 mun söluhlutdeild 6 efstu framleiðenda fara yfir 74%. Gert er ráð fyrir að samkeppni í greininni verði háværari á næstu árum.

HL Cryogenic búnaður

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

HL Cryogenic búnaður sem var stofnaður árið 1992 er vörumerki tengd HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic búnaður er skuldbundinn til hönnun og framleiðslu á háu lofttæmis einangruðu kryógenrörum og tengdum stuðningsbúnaði til að mæta ýmsum þörfum viðskiptavina. Tómarúm einangruðu pípan og sveigjanleg slöngur eru smíðaðar í háu lofttæmi og fjöllagi fjölskjás sérstökum einangruðum efnum, og fer í gegnum röð af mjög ströngum tæknilegum meðferðum og mikilli lofttæmismeðferð, sem er notuð til að flytja fljótandi súrefni, fljótandi nitrógen, fljótandi argon, fljótandi vetni, fljótandi helíum, fljótandi etýlen gasfótur og fljótandi gasléttur.

Vöruröð af tómarúmjakkaðri pípu, tómarúmjakkaðri slöngu, tómarúmjakkaðum loki og fasa skilju í HL Cryogenic Equipment Company, sem fór í gegnum röð af mjög ströngum tæknilegum meðferðum, eru notuð til að flytja fljótandi súrefni, fljótandi köfnunarefni, fljótandi argon, fljótandi vatnsbólur, vökvi, sem er með LNNG, og þessar vörur eru þjónaðar fyrir Cryogen. Tankar, dögg og kalt kassar o.fl.) Í atvinnugreinum loftskilnaðar, lofttegunda, flug, rafeindatækni, ofurleiðari, franskar, sjálfvirkni samsetning, matvæli og drykkur, lyfjafræði, sjúkrahús, biobank, gúmmí, efnaverkfræði efnaverkfræði, járn og stál og vísindarannsóknir o.s.frv.

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