Hēlijs ir ķīmisks elements ar simbolu HE un atomu skaitli 2. Tā ir reta atmosfēras gāze, bezkrāsaina, bez garšas, bez garšas, netoksiskas, neuzliesmojošas, tikai nedaudz šķīst ūdenī. Hēlija koncentrācija atmosfērā ir 5,24 x 10-4 pēc tilpuma procentuālās daļas. Tam ir viszemākie jebkura elementa vārīšanās un kausēšanas punkti, un tā pastāv tikai kā gāze, izņemot ārkārtīgi aukstos apstākļos.

Hēliju galvenokārt pārvadā kā gāzveida vai šķidru hēliju, un to izmanto kodolreaktoros, pusvadītājos, lāzeros, spuldzēs, supervadītībā, instrumentos, pusvadītājos un optikā, kriogēnā, MRI un R&D laboratorijā.

Zemas temperatūras aukstuma avots

Hēliju izmanto kā kriogēno dzesēšanas šķidrumu kriogēniem dzesēšanas avotiem, piemēram, magnētiskās rezonanses attēlveidošanai (MRI), kodola magnētiskās rezonanses (NMR) spektroskopijai, supravadošai kvantu daļiņu paātrinātājam, lielajam hadronu sadursmei, interferometram (kalmāram), elektronu griešanās rezonansei (ESR) un supravadošu magnētiskās enerģijas uzkrāšanu (MVU), MHD supravadošus ģeneratorus, supravadošu sensoru, jaudas transmisiju, maglev transportu, masas spektrometru, supravadošu magnētu, spēcīgu magnētiskā lauka atdalītājus, gredzenveida lauka supravadošus magnētus saplūšanas reaktoriem un citiem kriogēniem pētījumiem. Hēlijs atdzesē kriogēnus supravadošus materiālus un magnētus līdz gandrīz absolūtai nullei, un tajā brīdī supravadītāja izturība pēkšņi pazeminās līdz nullei. Ļoti zema supravadītāja izturība rada jaudīgāku magnētisko lauku. Slimnīcās izmantoto MRI aprīkojuma gadījumā spēcīgāki magnētiskie lauki rada sīkāku informāciju radiogrāfiskos attēlos.

Hēlijs tiek izmantots kā super dzesēšanas šķidrums, jo hēlijam ir viszemākie kausēšanas un viršanas punkti, tas nesaskrājas pie atmosfēras spiediena un 0 K, un hēlijs ir ķīmiski inerts, padarot gandrīz neiespējamu reaģēt ar citām vielām. In addition, helium becomes superfluid below 2.2 Kelvin. Until now, the unique ultra-mobility has not been exploited in any industrial application. At temperatures below 17 Kelvin, there is no substitute for helium as a refrigerant in the cryogenic source.

Aeronautika un astronautika

Hēlijs tiek izmantots arī balonos un dirižetros. Tā kā hēlijs ir vieglāks par gaisu, gaisa kuģi un baloni ir piepildīti ar hēliju. Hēlija priekšrocība ir tas, ka tas nav uzliesmojošs, lai gan ūdeņradis ir daudz straujāks un tam ir zemāks bēgšanas ātrums no membrānas. Vēl viena sekundāra izmantošana ir raķešu tehnoloģijā, kur hēlijs tiek izmantots kā zaudējumu vide un kase, lai izspiestu degvielu un oksidētāju uzglabāšanas tvertnēs un kondensē ūdeņradi un skābekli, lai iegūtu raķešu degvielu. To varētu izmantot arī, lai pirms palaišanas noņemtu degvielu un oksidētāju no zemes atbalsta aprīkojuma, un kosmosa kuģī varētu iepriekš atdzesēt šķidru ūdeņradi. Apollo programmā izmantotajā Saturna V raķetē bija nepieciešami apmēram 370 000 kubikmetru (13 miljoni kubikpēdu) hēlija.

Cauruļvada noplūdes noteikšana un noteikšanas analīze

Another industrial use of helium is leak detection. Leak detection is used to detect leaks in systems containing liquids and gases. Tā kā hēlijs izkliedējas cauri cietām vielām trīs reizes ātrāk nekā gaiss, to izmanto kā marķiera gāzi, lai noteiktu noplūdes ar augstu vakuuma aprīkojumu (piemēram, kriogēnām tvertnēm) un augsta spiediena traukos. The object is placed in a chamber, which is then evacuated and filled with helium. Pat ar noplūdes ātrumu līdz 10-9 mbar • L / s (10-10 Pa • M3 / s), hēlija izkļūšanu caur noplūdi var noteikt ar jutīgu ierīci (hēlija masas spektrometrs). The measurement procedure is usually automated and is called the helium integration test. Another, simpler method is to fill the object in question with helium and manually search for leaks using a handheld device.

Hēliju izmanto noplūdes noteikšanai, jo tā ir mazākā molekula un ir monatomiska molekula, tāpēc hēlija noplūde viegli. Hēlija gāzi noplūdes noteikšanas laikā tiek aizpildīta objektā, un, ja rodas noplūde, hēlija masas spektrometrs varēs noteikt noplūdes atrašanās vietu. Hēliju var izmantot, lai noteiktu noplūdes raķetēs, degvielas tvertnēs, siltummaiņos, gāzes līnijās, elektronikā, televīzijas caurulēs un citās ražošanas sastāvdaļās. Noplūdes noteikšana, izmantojot hēliju, vispirms tika izmantota Manhetenas projekta laikā, lai noteiktu noplūdes urāna bagātināšanas rūpnīcās. Noplūdes noteikšanas hēliju var aizstāt ar ūdeņradi, slāpekli vai ūdeņraža un slāpekļa maisījumu.

Metināšana un metālapstrāde

Helium gas is used as a protective gas in arc welding and plasma arc welding because of its higher ionization potential energy than other atoms. Helium gas around the weld prevents the metal from oxidizing in the molten state. Hēlija augstā jonizācijas potenciāla enerģija ļauj plazmas loka metināšanai ar atšķirīgiem metāliem, ko izmanto būvniecībā, kuģu būvē un kosmosā, piemēram, titāns, cirkonijs, magnijs un alumīnija sakausējumi. Lai arī hēliju ekranēšanas gāzē var aizstāt ar argonu vai ūdeņradi, dažus materiālus (piemēram, titāna hēliju) nevar aizstāt attiecībā uz plazmas loka metināšanu. Tā kā hēlijs ir vienīgā gāze, kas ir droša augstā temperatūrā.

Viena no aktīvākajām attīstības jomām ir nerūsējošā tērauda metināšana. Hēlijs ir inerta gāze, kas nozīmē, ka, pakļaujoties citām vielām, tai nav ķīmiskas reakcijas. Šī īpašība ir īpaši svarīga, metinot aizsardzību.

Hēlijs arī labi vada siltumu. Tāpēc to parasti izmanto metinājumos, kur ir nepieciešama augstāka siltuma ieeja, lai uzlabotu metināšanas mitrumu. Hēlijs ir noderīgs arī ātruma pārsniegšanai.

Hēliju parasti sajauc ar argonu dažādos daudzumos aizsargājošās gāzes maisījumā, lai pilnībā izmantotu abu gāzu labo īpašību priekšrocības. Piemēram, hēlijs darbojas kā aizsargājoša gāze, lai palīdzētu nodrošināt plašākus un seklākus iespiešanās veidus metināšanas laikā. Bet hēlijs nenodrošina tīrīšanu, ko veic argons.

Tā rezultātā metāla ražotāji bieži uzskata par daļu no hēlija sajaukšanu ar hēliju kā daļu no darba procesa. Gāzes ekranētā metāla loka metināšanai hēlijs var sastāvēt no 25% līdz 75% no gāzes maisījuma hēlija/argona maisījumā. Pielāgojot aizsargājošās gāzes maisījuma sastāvu, metinātājs var ietekmēt metināšanas siltuma sadalījumu, kas savukārt ietekmē metinātā metāla šķērsgriezuma un metināšanas ātruma formu.

Elektronisko pusvadītāju rūpniecība

As an inert gas, helium is so stable that it hardly reacts with any other elements. This property makes it used as a shield in arc welding (to prevent contamination of oxygen in the air). Helium also has other critical applications, such as semiconductors and optical fiber manufacturing. Turklāt tas var aizstāt slāpekli dziļā niršanā, lai novērstu slāpekļa burbuļu veidošanos asinsritē, tādējādi novēršot niršanas slimības.

Globālais hēlija pārdošanas apjoms (2016-2027)

Globālais hēlija tirgus 2020. gadā sasniedza USD 1825,37 miljonus, un paredzams, ka 2027. gadā tas sasniegs USD 2742,04 miljonus ar salikto gada pieauguma tempu (CAGR) 5,65% (2021–2027). Nozarei nākamajos gados ir liela nenoteiktība. Prognozes dati par 2021.-2027. Gadu šajā dokumentā ir balstīti uz pēdējo gadu vēsturisko attīstību, nozares ekspertu viedokļiem un analītiķu viedokļiem šajā dokumentā.

Hēlija rūpniecība ir ļoti koncentrēta, iegūst no dabas resursiem, un tai ir ierobežoti globālie ražotāji, galvenokārt Amerikas Savienotajās Valstīs, Krievijā, Katarā un Alžīrijā. Pasaulē patērētāju sektors ir koncentrēts Amerikas Savienotajās Valstīs, Ķīnā un Eiropā utt. Amerikas Savienotajām Valstīm ir sena vēsture un nesatricināma pozīcija nozarē.

Kopš pirmajiem pieciem gadiem ražošana ir augusi ļoti lēni. Hēlijs ir neatjaunojams enerģijas avots, un ražošanas valstīs ir ieviesta politika, lai nodrošinātu tā turpmāko lietošanu. Daži prognozē, ka hēlijs nākotnē beigsies.

Nozarei ir liela daļa importa un eksporta. Gandrīz visās valstīs izmanto hēliju, bet tikai dažām ir hēlija rezerves.

Hēlijam ir plašs lietojumu klāsts, un tas būs pieejams arvien vairāk lauku. Ņemot vērā dabas resursu trūkumu, nākotnē, iespējams, palielināsies pieprasījums pēc hēlija, pieprasot atbilstošas ​​alternatīvas. Paredzams, ka hēlija cenas turpinās pieaugt no 2021. līdz 2026. gadam no USD 13,53 / m3 (2020) līdz USD 19,09 / m3 (2027).

Rūpniecību ietekmē ekonomika un politika. Pasaules ekonomikai atveseļojoties, arvien vairāk cilvēku uztraucas par vides standartu uzlabošanu, jo īpaši mazattīstītajos reģionos ar lielu iedzīvotāju skaitu un strauju ekonomikas izaugsmi, palielināsies pieprasījums pēc hēlija.

Pašlaik lielākie globālie ražotāji ir Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) un Gazprom (RU) utt. 2020. gadā 2020. gadā top 6 ražotāju pārdošanas daļa pārsniegs 74%. Paredzams, ka konkurence nozarē tuvākajos gados kļūs intensīvāka.

HL kriogēnās iekārtas

Sakarā ar šķidro hēlija resursu trūkumu un pieaugošo cenu, ir svarīgi samazināt šķidruma hēlija zaudēšanu un atjaunošanos tā lietošanas un transporta procesā.

HL Cryogenic Equipment, kas tika dibināta 1992. gadā, ir zīmols, kas saistīts ar HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment ir apņēmusies izstrādāt un ražot augsta vakuuma izolēto kriogēno cauruļvadu sistēmu un saistīto atbalsta aprīkojumu, lai apmierinātu dažādas klientu vajadzības. Vakuuma izolētā caurule un elastīgā šļūtene ir izgatavotas no augsta vakuuma un daudzslāņu daudzslāņu īpašiem izolācijas materiāliem, un tām tiek veikta ļoti stingra tehniskā apstrāde un augsta vakuuma apstrāde, ko izmanto šķidrā skābekļa, šķidrā slāpekļa pārnešanai. , šķidrs argons, šķidrs ūdeņradis, šķidrs hēlijs, sašķidrināta etilēna gāzes kāja un sašķidrināta dabas gāzes SDG.

Vakuuma apvalka caurules, vakuuma apvalka šļūtenes, vakuuma apvalka vārsta un fāžu separatora produktu sērija HL kriogēno aprīkojuma uzņēmumā, kas izietu cauri ļoti stingrām tehniskām apstrādes sērijām, tiek izmantota šķidra skābekļa pārnešanai, šķidrā slāpekļa, šķidrā argona, šķidrā argona, pārnešanai. Šķidrs ūdeņradis, šķidrs hēlijs, kāja un SDG, un šie produkti tiek apkalpoti kriogēnām iekārtām (piemēram, kriogēnām tvertnēm, rejām un aukstumstāvei utt.) Gaisa atdalīšanas, gāzu, aviācijas, elektronikas, supravadītāja, mikroshēmu, automatizācijas montāžas, pārtikas un pārtikas un pārtikas un pārtikas rūpniecības nozarēs. Dzēriens, aptieka, slimnīca, biobanka, gumija, jaunu materiālu ražošanas ķīmiskā inženierija, dzelzs un tērauds, kā arī zinātniski pētījumi utt.

HL kriogēno aprīkojuma uzņēmums ir kļuvis par kvalificētu Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani un Hangzhou skābekļa augu grupas (Hangyang) piegādātāju/pārdevēju.