Helium je chemický prvek se symbolem, který on a atomový číslo 2. Je to vzácný atmosférický plyn, bezbarvý, bez chuti, bez chuti, netoxický, nehořlatelný, jen mírně rozpustný ve vodě. Koncentrace helia v atmosféře je procento objemu 5,24 x 10-4. Má nejnižší body varu a tání jakéhokoli prvku a existuje pouze jako plyn, s výjimkou extrémně chladných podmínek.

Helium je primárně transportováno jako plynné nebo kapalné helium a používá se v jaderných reaktorech, polovodičích, laserech, žárovkách, supravodivosti, instrumentaci, polovodiči a optice vlákna, kryogenního, MRI a výzkumu R&D.

Nízkoteplotní zdroj za studena

Helium se používá jako kryogenní chladicí kapalina pro zdroje kryogenního chlazení, jako je zobrazování magnetické rezonance (MRI), nukleární magnetická rezonance (NMR) spektroskopie, supravodivá kvantová částic částic, velký hadron kolider, interferometr (Squid), elektronová rezonance (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) (ESR) a supravodivé skladování magnetické energie (SME), generátory supravodivých MHD, supravodivé senzor, přenos výkonu, přeprava maglev, hmotnostní spektrometr, supravodivý magnet, silné separátory magnetického pole, prstencové supravodivé magnety pro fúzní reaktory a další kryogenní výzkum. Helium ochlazuje kryogenní supravodivé materiály a magnety na téměř absolutní nulu, v tomto okamžiku se odpor supravodiče náhle klesne na nulu. Velmi nízký odpor supravodiče vytváří výkonnější magnetické pole. V případě zařízení MRI používané v nemocnicích silnější magnetická pole produkují podrobněji v radiografických obrazech.

Helium se používá jako super chladicí kapalina, protože helium má nejnižší body tání a varu, netuší při atmosférickém tlaku a 0 K a helium je chemicky inertní, což téměř nemožné reagovat s jinými látkami. Kromě toho se helium stává superfluidem pod 2,2 Kelvinem. Až dosud nebyla jedinečná ultra-mobilita využita v žádné průmyslové aplikaci. Při teplotách pod 17 Kelvin neexistuje žádná náhrada za helium jako chladivo v kryogenním zdroji.

Aeronautika a astronautika

Helium se také používá v balónech a vzducholodí. Protože helium je lehčí než vzduch, vzducholodi a balóny jsou plné helia. Helium má tu výhodu, že je nehořlavý, ačkoli vodík je více vznášející se a má nižší únikovou rychlost z membrány. Další sekundární použití je v raketové technologii, kde se helium používá jako ztrátové médium k vytlačení paliva a oxidace ve skladovacích nádržích a kondenzací vodíku a kyslíku k výrobě raketového paliva. Mohlo by být také použity k odstranění paliva a oxidačního oxidace z pozemního podpůrného zařízení před startem a mohla by před chladním kapalným vodíkem v kosmické lodi. V raketě Saturn V použité v programu Apollo bylo k zahájení zapotřebí asi 370 000 metrů krychlových (13 milionů krychlových stop).

Analýza detekce a detekce úniku potrubí

Dalším průmyslovým použitím helia je detekce úniku. Detekce úniku se používá k detekci úniků v systémech obsahujících kapaliny a plyny. Protože helium difunduje pevnými látkami třikrát rychleji než vzduch, používá se jako stopovací plyn k detekci úniků ve vysoce vakuových zařízeních (jako jsou kryogenní nádrže) a vysokotlaké cévy. Objekt je umístěn do komory, která je poté evakuována a naplněna heliem. I při rychlosti úniku až 10-9 mbar • L / s (10-10 pa • M3 / s), helium úniku únikem může být detekováno citlivým zařízením (heliový hmotnostní spektrometr). Postup měření je obvykle automatizovaný a nazývá se test integrace helia. Další, jednodušší metodou je vyplnit dotyčný objekt heliem a ručně hledat úniky pomocí kapesního zařízení.

Helium se používá pro detekci úniku, protože se jedná o nejmenší molekulu a je to monatomická molekula, takže helium snadno uniká. Během detekce úniku je do objektu naplněn plyn helia, a pokud dojde k úniku, bude moci detekovat umístění úniku detekovat hmotnostní spektrometr helia. Helium lze použít k detekci úniků v raketách, palivových nádržích, výměnících tepla, plynových vedení, elektroniky, televizních trubicích a dalších výrobních součástech. Detekce úniku pomocí helia byla poprvé použita během projektu na Manhattanu k detekci úniků v rostlinách obohacení uranu. Helium detekce úniku může být nahrazeno vodíkem, dusíkem nebo směsí vodíku a dusíku.

Svařování a kovové práce

Hémo plyn se používá jako ochranný plyn při svařování oblouku a svařování plazmatických oblouků z důvodu jeho vyšší ionizační potenciální energie než jiné atomy. Hémový plyn kolem svaru zabraňuje oxidaci kovu v roztaveném stavu. Vysoká ionizační potenciální energie helia umožňuje svařování odlišných kovů používaných při konstrukci, stavbě lodí a leteckého prostoru, jako je titan, zirkonium, hořčík a slitiny hliníku. Ačkoli helium v ​​stíněném plynu může být nahrazeno argonem nebo vodíkem, některé materiály (jako je titanové helium) nelze nahradit za svařování plazmatických oblouků. Protože helium je jediný plyn, který je bezpečný při vysokých teplotách.

Jednou z nejaktivnějších oblastí vývoje je svařování z nerezové oceli. Helium je inertní plyn, což znamená, že při vystavení jiným látkám neposkytuje žádné chemické reakce. Tato charakteristika je zvláště důležitá pro plyny na ochranu svařování.

Helium také dobře vede teplo. To je důvod, proč se běžně používá ve svarech, kde je pro zlepšení smáčivosti svaru vyžadováno vyšší vstup tepla. Helium je také užitečné pro překročení rychlosti.

Helium je obvykle smícháno s argonem v různých množstvích ve směsi ochranného plynu, aby plně využilo dobrých vlastností obou plynů. Například helium působí jako ochranný plyn, který pomáhá poskytovat širší a mělčí způsoby penetrace během svařování. Helium však neposkytuje čištění, které argon dělá.

Výsledkem je, že výrobci kovů často uvažují o míchání argonu s heliem jako součást svého pracovního procesu. Pro svařování kovového oblouku na plynu může Helium tvořit 25% až 75% směsi plynu ve směsi helia/argonu. Nastavením složení směsi ochranného plynu může svářeč ovlivnit rozložení tepla svaru, což zase ovlivňuje tvar průřezu svařovacího kovu a rychlost svařování.

Elektronický polovodičový průmysl

Jako inertní plyn je helium tak stabilní, že stěží reaguje s jinými prvky. Tato vlastnost je použita jako štít ve svařování oblouku (aby se zabránilo kontaminaci kyslíku ve vzduchu). Helium má také jiné kritické aplikace, jako jsou polovodiče a výroba optických vláken. Kromě toho může nahradit dusík při hlubokém potápění, aby zabránil tvorbě dusíkových bublin v krevním řečišti, čímž se zabránilo potápěčské nemoci.

Objem prodeje globálního helia (2016–2027)

Globální trh s heliem dosáhl v roce 2020 1825,37 milionu USD a očekává se, že v roce 2027 dosáhne 2742,04 milionu USD, se složenou roční mírou růstu (CAGR) 5,65% (2021-2027). Průmysl má v nadcházejících letech velkou nejistotu. Prognóza údajů za rok 2021-2027 v tomto článku jsou založena na historickém vývoji posledních několika let, názorů průmyslových odborníků a názory analytiků v tomto článku.

Heliový průmysl je vysoce koncentrovaný, pocházející z přírodních zdrojů a má omezené globální výrobce, zejména ve Spojených státech, Rusku, Kataru a Alžírsku. Ve světě je spotřebitelský sektor soustředěn ve Spojených státech, Číně a Evropě atd. Spojené státy mají v oboru dlouhou historii a neotřesitelné postavení.

Mnoho společností má několik továren, ale obvykle nejsou blízko svým cílovým spotřebitelským trhům. Proto má produkt vysoké náklady na dopravu.

Od prvních pěti let se výroba rozrostla velmi pomalu. Helium je neobnovitelný zdroj energie a v produkčních zemích jsou zavedeny politiky, aby zajistily jeho další používání. Někteří předpovídají, že helium dojde v budoucnu.

Průmysl má vysokou část dovozu a vývozu. Téměř všechny země používají helium, ale jen několik má rezervy helia.

Helium má širokou škálu použití a bude k dispozici ve stále více oborech. Vzhledem k nedostatku přírodních zdrojů se v budoucnu pravděpodobně zvýší poptávka po heliu, což vyžaduje vhodné alternativy. Očekává se, že ceny helia budou i nadále růst od roku 2021 do roku 2026, z 13,53 $ / M3 (2020) na 19,09 $ / M3 (2027).

Průmysl je ovlivněn ekonomikou a politikou. Jak se globální ekonomika zotavuje, stále více lidí se obává zlepšování environmentálních standardů, zejména v nedostatečně rozvinutých regionech s velkými populacemi a rychlým hospodářským růstem, zvýší se poptávka po heliu.

V současné době patří hlavní globální výrobci Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) a Gazprom (RU) atd. V roce 2020 přesahuje prodejní podíl 6 nejlepších výrobců. Očekává se, že konkurence v tomto odvětví bude v příštích několika letech intenzivnější.

HL kryogenní zařízení

Vzhledem k nedostatku zdrojů tekutého helia a rostoucí ceně je důležité snížit ztrátu a regeneraci kapalného helia v procesu používání a přepravy.

HL kryogenní zařízení, které bylo založeno v roce 1992, je značkou přidruženou k společnosti Cryogen Equipment Cryogen Equipment Co., Ltd. HL kryogenní zařízení se zavázala k návrhu a výrobě vysoce vakuového izolovaného kryogenního potrubního systému a souvisejícího podpůrného vybavení pro uspokojení různých potřeb zákazníků. Vakuová izolovaná trubka a flexibilní hadice jsou konstruovány ve vysoce vakuových a vícevrstvých speciálních izolovaných materiálech s více obrazovkami a procházejí řadou extrémně přísných technických ošetření a vysokého vakuového ošetření, která se používá pro přenos kapalného kyslíku, tekutého dusíku , kapalný argon, kapalný vodík, kapalný helium, zkapalněný ethylenový plyn noha a zkapalněný přírodní plyn LNG.

Pro přenos kapalného kyslíku, kapalného dusíku, kapalného argonu, se používá produktový série vakuové vrstvy, vakuové hadice, hadice vakuové pláště, vakuového pláště a separátoru fáze, která procházela řadou extrémně přísných technických ošetření, se používají Kapalný vodík, kapalný helium, noha a LNG a tyto produkty jsou obsluhovány pro kryogenní zařízení (např. kryogenní nádrže, dewary a chladiče atd.) V průmyslu separace vzduchu, plynů, letectví, elektroniky, supravodiče, hranolků, automatizační sestavy a potraviny & Nápoj, lékárna, nemocnice, biobank, guma, výroba nového materiálu Chemické inženýrství, železo a ocel a vědecký výzkum atd.

Společnost HL Cryogennic Equipment Company se stala kvalifikovaným dodavatelem/prodejcem Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani a Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) atd.