Helium är ett kemiskt element med symbolen som han och atomnummer 2. Det är en sällsynt atmosfärisk gas, färglös, smaklös, smaklös, giftfri, icke-brandfarlig, bara något löslig i vatten. Heliumkoncentrationen i atmosfären är 5,24 x 10-4 per volymprocent. Den har de lägsta koknings- och smältpunkterna för alla element och finns endast som en gas, utom under extremt kalla förhållanden.

Helium transporteras främst som gasformig eller flytande helium och används i kärnreaktorer, halvledare, lasrar, glödlampor, superledningsförmåga, instrumentering, halvledare och fiberoptik, kryogena, MRI och FoU -laboratorieforskning.

Den låga temperaturen kallkällan

Helium används som ett kryogent kylvätska för kryogena kylkällor, såsom magnetisk resonansavbildning (MRI), kärnmagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, superledande kvantpartikelaccelerator, den stora hadron -collider, interferometer (bläckfisk), elektronspinnresonans (ESR) och superledande magnetisk energilagring (SME), MHD -superledande generatorer, superledande sensor, kraftöverföring, Maglev -transport, masspektrometer, superledande magnet, starka magnetfältavskiljare, ringformiga fält superledande magneter för fusionsreaktorer och annan kryogen forskning. Helium kyler kryogena superledande material och magneter till nära absolut noll, vid vilken tidpunkt motståndet hos superledaren plötsligt sjunker till noll. Det mycket låga motståndet hos en superledare skapar ett kraftfullare magnetfält. När det gäller MR -utrustning som används på sjukhus ger starkare magnetfält mer detalj i radiografiska bilder.

Helium används som en superkylvätska eftersom helium har de lägsta smält- och kokpunkterna, inte stelnar vid atmosfärstryck och 0 k, och helium är kemiskt inert, vilket gör det nästan omöjligt att reagera med andra ämnen. Dessutom blir Helium superfluid under 2,2 Kelvin. Fram till nu har den unika ultramobiliteten inte utnyttjats i någon industriell applikation. Vid temperaturer under 17 Kelvin finns det ingen ersättning för helium som köldmedium i den kryogena källan.

Flygplats och astronautik

Helium används också i ballonger och luftskepp. Eftersom helium är lättare än luft, är luftskepp och ballonger fyllda med helium. Helium har fördelen att vara icke -flammbar, även om väte är mer flytande och har en lägre flykthastighet från membranet. En annan sekundär användning är inom raketteknologi, där helium används som ett förlustmedium för att förskjuta bränsle och oxidationsmedel i lagringstankar och kondensera väte och syre för att göra raketbränsle. Det kan också användas för att ta bort bränsle och oxidationsmedel från markstödutrustning före lanseringen och kan förkyls flytande väte i rymdskeppet. I Saturn V -raket som användes i Apollo -programmet behövdes cirka 370 000 kubikmeter (13 miljoner kubikfot) helium.

Rörledningsdetektering och detektionsanalys

En annan industriell användning av helium är läckedetektering. Läckedetektering används för att detektera läckor i system som innehåller vätskor och gaser. Eftersom helium diffunderar genom fasta ämnen tre gånger snabbare än luft, används den som spårgas för att upptäcka läckor i högvakuumutrustning (såsom kryogena tankar) och högtrycksfartyg. Objektet placeras i en kammare, som sedan evakueras och fylls med helium. Även vid läckhastigheter så låga som 10-9 mbar • L / s (10-10 Pa • m3 / s) kan helium som flyr genom läckan detekteras med en känslig anordning (en heliummasspektrometer). Mätproceduren är vanligtvis automatiserad och kallas heliumintegrationstestet. En annan, enklare metod är att fylla föremålet i fråga med helium och manuellt söka efter läckor med en handhållen enhet.

Helium används för läckedetektering eftersom det är den minsta molekylen och är en monatomisk molekyl, så helium läcker lätt. Heliumgas fylls i objektet under läckedetektering, och om en läcka inträffar kommer heliummasspektrometern att kunna upptäcka platsen för läckan. Helium kan användas för att upptäcka läckor i raketer, bränsletankar, värmeväxlare, gasledningar, elektronik, tv -rör och andra tillverkningskomponenter. Läckedetektering med hjälp av helium användes först under Manhattan -projektet för att upptäcka läckor vid uranberikningsanläggningar. Läckedetekteringshelium kan ersättas med väte, kväve eller en blandning av väte och kväve.

Svetsning och metallbearbetning

Heliumgas används som en skyddande gas i bågsvetsning och plasmbågsvetsning på grund av dess högre joniseringspotentialenergi än andra atomer. Heliumgas runt svetsen förhindrar metallen från att oxidera i det smälta tillståndet. Den höga joniseringspotentialenergin hos helium möjliggör plasmbågsvetsning av olika metaller som används vid konstruktion, varvsindustri och flyg- och rymd, såsom titan, zirkonium, magnesium och aluminiumlegeringar. Även om helium i skärmgas kan ersättas av argon eller väte, kan vissa material (såsom titanhelium) inte bytas ut för plasmbågsvetsning. Eftersom Helium är den enda gasen som är säker vid höga temperaturer.

Ett av de mest aktiva utvecklingsområdena är svetsning av rostfritt stål. Helium är en inert gas, vilket innebär att den inte genomgår några kemiska reaktioner när de utsätts för andra ämnen. Denna egenskap är särskilt viktig vid svetsskyddsgaser.

Helium leder också värmen bra. Det är därför det vanligtvis används i svetsar där högre värmeinmatning krävs för att förbättra svetsens vätbarhet. Helium är också användbart för snabbhet.

Helium blandas vanligtvis med argon i varierande mängder i den skyddande gasblandningen för att dra full nytta av de goda egenskaperna hos båda gaserna. Helium, till exempel, fungerar som en skyddande gas för att hjälpa till att ge bredare och grundare penetrationssätt under svetsning. Men Helium ger inte den rengöring som argon gör.

Som ett resultat anser metalltillverkare ofta att blanda argon med helium som en del av deras arbetsprocess. För gasskyddad metallbågsvetsning kan helium omfatta 25% till 75% av gasblandningen i helium/argonblandningen. Genom att justera sammansättningen av den skyddande gasblandningen kan svetsaren påverka svetsens värmefördelning, vilket i sin tur påverkar formen på tvärsnittet av svetsmetallen och svetshastigheten.

Elektronisk halvledarindustri

Som en inert gas är Helium så stabil att den knappast reagerar med några andra element. Den här egenskapen gör att den används som en sköld i bågsvetsning (för att förhindra förorening av syre i luften). Helium har också andra kritiska tillämpningar, såsom halvledare och tillverkning av optisk fiber. Dessutom kan det ersätta kväve i djup dykning för att förhindra bildning av kvävebubblor i blodomloppet och därmed förhindra dykning.

Global Helium Sales Volume (2016-2027)

Den globala heliummarknaden nådde 1825,37 miljoner dollar 2020 och förväntas nå 2742,04 miljoner US-dollar 2027, med en sammansatt årlig tillväxttakt (CAGR) på 5,65% (2021-2027). Branschen har stor osäkerhet under de kommande åren. Prognosdata för 2021-2027 i denna artikel är baserade på den historiska utvecklingen under de senaste åren, åsikter från branschexperter och analytikernas åsikter i detta dokument.

Heliumindustrin är mycket koncentrerad, från naturresurser och har begränsade globala tillverkare, främst i USA, Ryssland, Qatar och Algeriet. I världen är konsumentsektorn koncentrerad i USA, Kina och Europa och så vidare. USA har en lång historia och orubblig position i branschen.

Många företag har flera fabriker, men de är vanligtvis inte nära sina målkonsumentmarknader. Därför har produkten en hög transportkostnad.

Sedan de första fem åren har produktionen vuxit mycket långsamt. Helium är en icke-förnybar energikälla, och policyer finns i producerande länder för att säkerställa att det fortsatte användningen. Vissa förutspår att Helium kommer att ta slut i framtiden.

Branschen har en hög andel import och export. Nästan alla länder använder helium, men bara ett fåtal har heliumreserver.

Helium har ett brett utbud av användningsområden och kommer att finnas tillgängligt i fler och fler fält. Med tanke på bristen på naturresurser kommer efterfrågan på helium sannolikt att öka i framtiden, vilket kräver lämpliga alternativ. Heliumpriserna förväntas fortsätta stiga från 2021 till 2026, från $ 13,53 / m3 (2020) till $ 19,09 / m3 (2027).

Branschen påverkas av ekonomi och politik. När den globala ekonomin återhämtar sig är fler och fler människor oroliga för att förbättra miljöstandarder, särskilt i underutvecklade regioner med stora populationer och snabb ekonomisk tillväxt, kommer efterfrågan på helium att öka.

At present, major global manufacturers include Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) and Gazprom (Ru), etc. In 2020, the sales share of Top 6 manufacturers will exceed 74%. Det förväntas att konkurrensen i branschen kommer att bli mer intensiv de närmaste åren.

HL -kryogen utrustning

På grund av bristen på flytande heliumresurser och det stigande priset är det viktigt att minska förlusten och återhämtningen av flytande helium vid dess användning och transportprocess.

HL Cryogenic Equipment som grundades 1992 är ett varumärke som är anslutet till HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL -kryogen utrustning är engagerad i design och tillverkning av det höga vakuumisolerade kryogena rörsystemet och relaterad supportutrustning för att tillgodose kundernas olika behov. Vakuumisolerade röret och den flexibla slangen är konstruerade i en högvakuum och flerskikts specialisolerade material i flera skärmar och passerar genom en serie extremt strikta tekniska behandlingar och hög vakuumbehandling, som används för överföring av flytande syre, flytande kväve , flytande argon, flytande väte, flytande helium, flytande etengasben och flytande naturgas LNG.

Produktserien med vakuumjackat rör, vakuumjackad slang, vakuumjackad ventil och fasseparator i HL Cryogenic Equipment Company, som passerade genom en serie extremt strikta tekniska behandlingar, används för överföring av flytande syre, flytande kväve, flytande argon, flytande väte, flytande helium, ben och LNG, och dessa produkter servas för kryogen utrustning (t.ex. kryogena tankar, dewars och coldboxar etc.) inom branscher av luftseparation, gaser, luftfart, elektronik, superledare, chips, automatiseringsmontering, mat & mat & Dryck, apotek, sjukhus, biobank, gummi, nytt materialtillverkning kemiteknik, järn och stål och vetenskaplig forskning etc.

HL Cryogenic Equipment Company har blivit den kvalificerade leverantören/leverantören av Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani och Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) etc.