Helium is 'n chemiese element met die simbool He en atoomgetal 2. Dit is 'n seldsame atmosferiese gas, kleurloos, smaakloos, smaakloos, nie-giftig, nie-vlambaar, slegs effens oplosbaar in water. Die heliumkonsentrasie in die atmosfeer is 5.24 x 10-4 volgens volumepersentasie. Dit het die laagste kook- en smeltpunte van enige element, en bestaan ​​slegs as 'n gas, behalwe onder uiters koue toestande.

Helium word hoofsaaklik as gasvormige of vloeibare helium vervoer en word gebruik in kernreaktore, halfgeleiers, lasers, gloeilampe, supergeleiding, instrumentasie, halfgeleiers en veseloptika, kriogeniese, MRI en O&O-laboratoriumnavorsing.

Die Lae Temperatuur Koue Bron

Helium word gebruik as 'n kriogeniese koelmiddel vir kriogeniese verkoelingsbronne, soos magnetiese resonansiebeelding (MRI), kernmagnetiese resonansie (KMR) spektroskopie, supergeleidende kwantumdeeltjieversneller, die groot hadronversneller, interferometer (SQUID), elektronspinresonansie (ESR) en supergeleidende magnetiese energieberging (SMES), MHD-supergeleidende kragopwekkers, supergeleidende sensors, kragoordrag, maglev-vervoer, massaspektrometer, supergeleidende magneet, sterk magnetiese veldskeiers, ringvormige veld supergeleidende magnete vir fusiereaktore en ander kriogeniese navorsing. Helium verkoel kriogeniese supergeleidende materiale en magnete tot byna absolute nul, waarna die weerstand van die supergeleier skielik tot nul daal. Die baie lae weerstand van 'n supergeleier skep 'n kragtiger magnetiese veld. In die geval van MRI-toerusting wat in hospitale gebruik word, produseer sterker magnetiese velde meer detail in radiografiese beelde.

Helium word as 'n superkoelmiddel gebruik omdat helium die laagste smelt- en kookpunte het, nie stol by atmosferiese druk en 0 K nie, en helium chemies inert is, wat dit byna onmoontlik maak om met ander stowwe te reageer. Boonop word helium supervloeibaar onder 2.2 Kelvin. Tot dusver is die unieke ultramobiliteit nog nie in enige industriële toepassing benut nie. By temperature onder 17 Kelvin is daar geen plaasvervanger vir helium as 'n koelmiddel in die kriogeniese bron nie.

Lugvaartkunde en Ruimtevaart

Helium word ook in ballonne en lugskepe gebruik. Omdat helium ligter as lug is, word lugskepe en ballonne met helium gevul. Helium het die voordeel dat dit nie-vlambaar is, alhoewel waterstof meer dryfbaar is en 'n laer ontsnappingstempo uit die membraan het. Nog 'n sekondêre gebruik is in vuurpyltegnologie, waar helium as 'n verliesmedium gebruik word om brandstof en oksideermiddel in stoortenks te verplaas en waterstof en suurstof te kondenseer om vuurpylbrandstof te maak. Dit kan ook gebruik word om brandstof en oksideermiddel uit grondondersteuningstoerusting te verwyder voor lansering, en kan vloeibare waterstof in die ruimtetuig voorverkoel. In die Saturnus V-vuurpyl wat in die Apollo-program gebruik is, was ongeveer 370 000 kubieke meter (13 miljoen kubieke voet) helium nodig om te lanseer.

Pypleidinglekdeteksie en -opsporingsanalise

Nog 'n industriële gebruik van helium is lekdeteksie. Lekdeteksie word gebruik om lekkasies in stelsels wat vloeistowwe en gasse bevat, op te spoor. Omdat helium drie keer vinniger as lug deur vaste stowwe diffundeer, word dit as 'n spoorgas gebruik om lekkasies in hoëvakuumtoerusting (soos kriogeniese tenks) en hoëdrukvate op te spoor. Die voorwerp word in 'n kamer geplaas, wat dan geëvakueer en met helium gevul word. Selfs teen lekkasiesnelhede so laag as 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), kan helium wat deur die lek ontsnap, deur 'n sensitiewe toestel (’n heliummassaspektrometer) opgespoor word. Die meetprosedure is gewoonlik outomaties en word die heliumintegrasietoets genoem. Nog 'n, eenvoudiger metode is om die betrokke voorwerp met helium te vul en handmatig na lekkasies te soek met behulp van 'n handtoestel.

Helium word vir lekdeteksie gebruik omdat dit die kleinste molekule is en 'n monoatomiese molekule is, dus lek helium maklik. Heliumgas word tydens lekdeteksie in die voorwerp gevul, en as 'n lek voorkom, sal die heliummassaspektrometer die ligging van die lek kan opspoor. Helium kan gebruik word om lekkasies in vuurpyle, brandstoftenks, hitteruilers, gaslyne, elektronika, TELEVISIEbuise en ander vervaardigingskomponente op te spoor. Lekdeteksie met behulp van helium is die eerste keer tydens die Manhattan-projek gebruik om lekkasies by uraanverrykingsaanlegte op te spoor. Lekdeteksiehelium kan vervang word met waterstof, stikstof of 'n mengsel van waterstof en stikstof.

Sweiswerk en metaalbewerking

Heliumgas word as 'n beskermende gas in boogsweis en plasmaboogsweis gebruik as gevolg van sy hoër ionisasiepotensiële energie as ander atome. Heliumgas rondom die las verhoed dat die metaal in die gesmelte toestand oksideer. Die hoë ionisasiepotensiële energie van helium maak plasmaboogsweis van verskillende metale wat in konstruksie, skeepsbou en lugvaart gebruik word, soos titanium-, sirkonium-, magnesium- en aluminiumlegerings moontlik. Alhoewel die helium in die beskermende gas deur argon of waterstof vervang kan word, kan sommige materiale (soos titaniumhelium) nie vir plasmaboogsweis vervang word nie. Omdat helium die enigste gas is wat veilig is by hoë temperature.

Een van die mees aktiewe ontwikkelingsgebiede is vlekvrye staal sweiswerk. Helium is 'n inerte gas, wat beteken dat dit geen chemiese reaksies ondergaan wanneer dit aan ander stowwe blootgestel word nie. Hierdie eienskap is veral belangrik in sweisbeskermingsgasse.

Helium gelei ook hitte goed. Daarom word dit algemeen gebruik in sweislasse waar hoër hitte-insette benodig word om die benatbaarheid van die sweislas te verbeter. Helium is ook nuttig vir versnelling.

Helium word gewoonlik met argon in verskillende hoeveelhede in die beskermende gasmengsel gemeng om ten volle voordeel te trek uit die goeie eienskappe van beide gasse. Helium tree byvoorbeeld op as 'n beskermende gas om wyer en vlakker penetrasiemetodes tydens sweiswerk te help bied. Maar helium bied nie die skoonmaak wat argon doen nie.

Gevolglik oorweeg metaalvervaardigers dikwels die vermenging van argon met helium as deel van hul werkproses. Vir gasbeskermde metaalboogsweising kan helium 25% tot 75% van die gasmengsel in die helium/argonmengsel uitmaak. Deur die samestelling van die beskermende gasmengsel aan te pas, kan die sweiser die hitteverspreiding van die sweislas beïnvloed, wat weer die vorm van die dwarssnit van die sweismetaal en die sweisspoed beïnvloed.

Elektroniese Halfgeleierbedryf

As 'n inerte gas is helium so stabiel dat dit skaars met enige ander elemente reageer. Hierdie eienskap maak dit gebruik as 'n skild in boogsweis (om besoedeling van suurstof in die lug te voorkom). Helium het ook ander kritieke toepassings, soos halfgeleiers en optiese veselvervaardiging. Daarbenewens kan dit stikstof in diep duik vervang om die vorming van stikstofborbels in die bloedstroom te voorkom, wat duiksiekte voorkom.

Globale Helium Verkoopsvolume (2016-2027)

Die wêreldwye heliummark het in 2020 US$1 825,37 miljoen bereik en sal na verwagting in 2027 US$2 742,04 miljoen bereik, met 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers (CAGR) van 5,65% (2021-2027). Die bedryf het groot onsekerheid in die komende jare. Die voorspellingsdata vir 2021-2027 in hierdie artikel is gebaseer op die historiese ontwikkeling van die afgelope paar jaar, die menings van bedryfskundiges en die menings van ontleders in hierdie artikel.

Die heliumbedryf is hoogs gekonsentreerd, verkry uit natuurlike hulpbronne, en het beperkte globale vervaardigers, hoofsaaklik in die Verenigde State, Rusland, Katar en Algerië. In die wêreld is die verbruikerssektor gekonsentreer in die Verenigde State, China en Europa, ensovoorts. Die Verenigde State het 'n lang geskiedenis en onwrikbare posisie in die bedryf.

Baie maatskappye het verskeie fabrieke, maar hulle is gewoonlik nie naby hul teikenverbruikersmarkte nie. Daarom het die produk 'n hoë vervoerkoste.

Sedert die eerste vyf jaar het produksie baie stadig gegroei. Helium is 'n nie-hernubare energiebron, en beleide is in plek in produserende lande om die voortgesette gebruik daarvan te verseker. Sommige voorspel dat helium in die toekoms sal opraak.

Die bedryf het 'n hoë proporsie invoere en uitvoere. Byna alle lande gebruik helium, maar slegs 'n paar het heliumreserwes.

Helium het 'n wye reeks gebruike en sal in meer en meer velde beskikbaar wees. Gegewe die skaarste aan natuurlike hulpbronne, sal die vraag na helium waarskynlik in die toekoms toeneem, wat gepaste alternatiewe sal vereis. Heliumpryse sal na verwagting van 2021 tot 2026 aanhou styg, van $13.53 / m3 (2020) tot $19.09 / m3 (2027).

Die bedryf word deur ekonomie en beleid beïnvloed. Namate die wêreldekonomie herstel, is al hoe meer mense bekommerd oor die verbetering van omgewingsstandaarde, veral in onderontwikkelde streke met groot bevolkings en vinnige ekonomiese groei, en die vraag na helium sal toeneem.

Tans sluit groot wêreldwye vervaardigers Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) en Gazprom (Ru), ens. in. In 2020 sal die verkoopsaandeel van die Top 6 vervaardigers 74% oorskry. Daar word verwag dat die mededinging in die bedryf in die volgende paar jaar intenser sal word.

HL Kriogeniese Toerusting

As gevolg van die skaarste aan vloeibare heliumbronne en die stygende prys, is dit belangrik om die verlies en herwinning van vloeibare helium in die gebruiks- en vervoerproses daarvan te verminder.

HL Cryogenic Equipment, wat in 1992 gestig is, is 'n handelsmerk wat geaffilieer is met HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment is verbind tot die ontwerp en vervaardiging van die hoëvakuum-geïsoleerde kriogeniese pypstelsel en verwante ondersteuningstoerusting om aan die verskillende behoeftes van kliënte te voldoen. Die vakuum-geïsoleerde pyp en buigsame slang is vervaardig in 'n hoëvakuum- en multilaag-multiskerm-spesiaal geïsoleerde materiaal, en gaan deur 'n reeks uiters streng tegniese behandelings en hoëvakuumbehandeling, wat gebruik word vir die oordrag van vloeibare suurstof, vloeibare stikstof, vloeibare argon, vloeibare waterstof, vloeibare helium, vloeibare etileengas LEG en vloeibare aardgas LNG.

Die produkreeks van vakuummantelpyp, vakuummantelslang, vakuummantelklep en faseskeier in HL Cryogenic Equipment Company, wat 'n reeks uiters streng tegniese behandelings ondergaan het, word gebruik vir die oordrag van vloeibare suurstof, vloeibare stikstof, vloeibare argon, vloeibare waterstof, vloeibare helium, LEG en LNG, en hierdie produkte word bedien vir kriogeniese toerusting (bv. kriogeniese tenks, dewar-enjins en koue bokse, ens.) in die nywerhede van lugskeiding, gasse, lugvaart, elektronika, supergeleier, skyfies, outomatiseringsmontering, voedsel en drank, apteek, hospitaal, biobank, rubber, nuwe materiaalvervaardiging, chemiese ingenieurswese, yster en staal, en wetenskaplike navorsing, ens.

HL Cryogenic Equipment Company het die gekwalifiseerde verskaffer/verkoper van Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, en Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) ens. geword.