Helis yra cheminis elementas su simboliu ir atominiu numeriu. Helio koncentracija atmosferoje yra 5,24 x 10-4 pagal tūrio procentą. Jis turi žemiausius bet kurio elemento virimo ir lydymosi taškus ir egzistuoja tik kaip dujos, išskyrus ypač šaltas sąlygas.

Helis pirmiausia yra gabenamas kaip dujinis arba skystas helis ir naudojamas branduoliniuose reaktoriuose, puslaidininkiuose, lazeriuose, lemputėse, superlaidumoje, prietaisuose, puslaidininkiuose ir pluošto optikoje, kriogeniniuose, MRT ir R&D laboratoriniuose tyrimuose.

Žemos temperatūros šaltis

Helis naudojamas kaip kriogeninis aušinimo šaltinis, pavyzdžiui, magnetinio rezonanso tomografijos (MRT), branduolinio magnetinio rezonanso (NMR) spektroskopijos, superlaidžiojo kvantinių dalelių akceleratoriaus, didelio Hadrono goliderio, interferometro (kaltininkų), elektronų sukimosi rezonanso (ESR), didžiojo Hadrono goliderio, interferometro (kaltininkų), elektronų sukimosi rezonanso (ESR). ir superlaidžios magnetinės energijos kaupimas (MVĮ), MHD superlaidūs generatoriai, superlaidus jutiklis, galios perdavimas, Maglev transportavimas, masės spektrometras, superlaidžios magnetas, stiprūs magnetinio lauko separatoriai, žiedinis laukas superkartojantys magnetai suliekantiems reaktoriams ir kitiems kriogeniniams tyrimams. Helis atvėsina kriogenines superlaidžias medžiagas ir magnetas iki beveik absoliutaus nulio, tada superlaidininko atsparumas staiga sumažėja iki nulio. Labai mažas superlaidininko pasipriešinimas sukuria galingesnį magnetinį lauką. Ligoninėse naudojamos MRT įrangos atveju stipresni magnetiniai laukai sukuria išsamesnę rentgenografinius vaizdus.

Helis naudojamas kaip super aušinimo skystis, nes helis turi mažiausią lydymosi ir virimo taškus, atmosferos slėgyje sukietėja ir 0 k, o helis yra chemiškai inertiškas, todėl reaguoti su kitomis medžiagomis beveik neįmanoma. Be to, helis tampa superfluidas žemiau 2,2 Kelvino. Iki šiol unikalus ypač judrumas nebuvo naudojamas jokioje pramoninėje programoje. Esant žemesnei nei 17 kelvino temperatūrai, helio, kaip šaltnešio, kriogeniniame šaltinyje nėra pakaitalas.

Helis taip pat naudojamas balionuose ir dirižabliuose. Kadangi helis yra lengvesnis nei oras, dirižabliai ir balionai užpildyti heliu. Helis turi pranašumą, nes yra nedega, nors vandenilis yra plūduriuojantis ir jo pabėgimo greitis yra mažesnis. Kitas antrinis naudojimas yra raketų technologijoje, kur helis naudojamas kaip nuostolių terpė, norint išstumti degalus ir oksidatorių laikymo rezervuaruose ir kondensuojasi vandenilio ir deguonies, kad būtų galima gaminti raketų kurą. Jis taip pat galėtų būti naudojamas degalų ir oksidatoriaus iš žemės atraminės įrangos pašalinimui prieš paleidžiant, ir erdvėlaivyje galėtų iš anksto sušikti skystas vandenilis. „Apollo“ programoje naudojamoje „Saturn V“ raketoje reikėjo maždaug 370 000 kubinių metrų (13 milijonų kubinių pėdų) helio.

Vamzdyno nuotėkio aptikimo ir aptikimo analizė

Kitas helio pramoninis naudojimas yra nuotėkio aptikimas. Nuotėkio aptikimas naudojamas nustatant nuotėkius sistemose, kuriose yra skysčių ir dujų. Kadangi helio difuzija per kietas medžiagas tris kartus greičiau nei oras, jis naudojamas kaip atsekamosios dujos, kad aptiktų nuotėkį didelio vaCuum įrangoje (tokiose kaip kriogeninės rezervuarai) ir aukšto slėgio indai. Objektas dedamas į kamerą, kuri vėliau evakuota ir užpildyta heliu. Net esant nuotėkio greičiui iki 10–9 MBAR • L / S (10–10 PA • M3 / s), per nuotėkį pabėgo helis gali būti aptiktas jautriu prietaisu (helio masės spektrometras). Matavimo procedūra paprastai yra automatizuota ir vadinama helio integracijos testu. Kitas, paprastesnis metodas yra užpildyti aptariamą objektą helumu ir rankiniu būdu ieškoti nuotėkių, naudojant nešiojamąjį įrenginį.

Helis naudojamas nuotėkio aptikimui, nes ji yra mažiausia molekulė ir yra monatominė molekulė, todėl helis lengvai nutekėja. Helio dujos užpildomos į objektą nuotėkio aptikimo metu, o jei nutekėjimas įvyks, helio masės spektrometras galės aptikti nutekėjimo vietą. Helis gali būti naudojamas nustatant nuotėkius raketose, degalų bake, šilumokaičiuose, dujų linijose, elektronikoje, televizijos vamzdeliuose ir kituose gamybos komponentuose. Nuotėkio aptikimas naudojant helį pirmiausia buvo naudojamas Manheteno projekto metu, siekiant aptikti nuotėkius urano sodrinimo įmonėse. Nuotėkio aptikimo helis gali būti pakeistas vandeniliu, azotu arba vandenilio ir azoto mišiniu.

Suvirinimas ir metalas

Helio dujos naudojamos kaip apsauginės dujos lanko suvirinimo ir plazmos lanko suvirinimo metu dėl didesnės jonizacijos potencialo energijos nei kiti atomai. Helio dujos aplink suvirinimą neleidžia metalui oksiduoti išlydytoje būsenoje. Didelės helio jonizacijos potencialo energija leidžia plazmoje suvirinti skirtingi metalai, naudojami statybose, laivų statyboje ir aviacijoje, tokiuose kaip titanas, cirkonis, magnio ir aliuminio lydiniai. Nors helį ekranuojančiose dujose galima pakeisti argonu arba vandeniliu, kai kurios medžiagos (pvz., Titano helio) negali būti pakeistos suvirinant plazmos lanką. Nes helis yra vienintelės dujos, saugios aukštoje temperatūroje.

Viena iš aktyviausių plėtros sričių yra nerūdijančio plieno suvirinimas. Helis yra inertinės dujos, o tai reiškia, kad jos patiria jokias chemines reakcijas, kai veikiama kitomis medžiagomis. Ši savybė yra ypač svarbi suvirinant apsaugines dujas.

Helis taip pat gerai atlieka šilumą. Štai kodėl jis dažniausiai naudojamas suvirinimo siūlėse, kur norint pagerinti suvirinimo drėgnumą, reikia didesnio šilumos įvesties. Helis taip pat naudingas greičio viršijimui.

Helis paprastai sumaišomas su argonu įvairaus kiekio apsauginiame dujų mišinyje, kad būtų galima išsamiai pasinaudoti abiejų dujų geromis savybėmis. Pvz. Tačiau Helis nepateikia valymo, kurį daro argonas.

Dėl to metalų gamintojai dažnai svarsto galimybę sumaišyti argoną su heliu kaip savo darbo proceso dalį. Dujomis ekranuoto metalo lanko suvirinimui helis gali sudaryti nuo 25% iki 75% dujų mišinio helio/argono mišinyje. Reguliuodamas apsauginio dujų mišinio sudėtį, suvirintojas gali paveikti suvirinimo šilumos pasiskirstymą, o tai savo ruožtu daro įtaką suvirinimo metalo skerspjūvio formai ir suvirinimo greičiui.

Elektroninė puslaidininkių pramonė

Kaip inertinės dujos, helis yra toks stabilus, kad vargu ar reaguoja su kitais elementais. Dėl šios savybės ji naudojama kaip skydas lanko suvirinime (siekiant išvengti deguonies užteršimo ore). Helis taip pat turi ir kitų kritinių programų, tokių kaip puslaidininkiai ir optinio pluošto gamyba. Be to, jis gali pakeisti azotą giliame nardyme, kad būtų išvengta azoto burbuliukų susidarymo kraujyje ir taip užkirsti kelią nardymo ligai.

Visuotinis helio pardavimo apimtis (2016–2027)

Pasaulinė helio rinka siekė 1825,37 mln. USD 2020 m. Ir tikimasi, kad 2027 m. Ji pasieks 2742,04 mln. Ateinančiais metais pramonė turi didelę netikrumą. Prognozuojami 2021–2027 m. Duomenys šiame dokumente yra pagrįsti istorine pastaruosius kelerius metus, pramonės ekspertų nuomones ir analitikų nuomones šiame dokumente.

Helio pramonė yra labai koncentruota, gaunama iš gamtos išteklių ir turi ribotą pasaulinį gamintoją, daugiausia JAV, Rusijoje, Katare ir Alžyre. Pasaulyje vartotojų sektorius yra sutelktas JAV, Kinijoje ir Europoje ir pan. JAV turi ilgą istoriją ir nepajudinamą poziciją pramonėje.

Daugelis kompanijų turi keletą gamyklų, tačiau paprastai jos nėra arti savo tikslinių vartotojų rinkų. Todėl produktas turi didelę transportavimo kainą.

Nuo pirmųjų penkerių metų gamyba išaugo labai lėtai. Helis yra neatsinaujinantis energijos šaltinis, todėl gaminančiose šalyse galioja politika, užtikrinanti jos nuolatinį naudojimą. Kai kurie prognozuoja, kad ateityje baigsis helis.

Pramonė turi didelę dalį importo ir eksporto. Beveik visose šalyse naudojamas helis, tačiau tik nedaugelis turi helio atsargų.

„Helis“ naudoja platų asortimentą ir bus prieinamas vis daugiau laukų. Atsižvelgiant į gamtos išteklių trūkumą, tikėtina, kad ateityje padidės helio paklausa, reikalaujant tinkamų alternatyvų. Tikimasi, kad helio kainos tęsis nuo 2021 iki 2026 m., Nuo 13,53 USD / m3 (2020) iki 19,09 USD / m3 (2027).

Pramonei įtakos turi ekonomika ir politika. Pasaulio ekonomikai atsigaunant, vis daugiau žmonių yra susirūpinę dėl aplinkosaugos standartų gerinimo, ypač nepakankamai išsivysčiusiuose regionuose, kuriuose yra didelė populiacija ir greitas ekonomikos augimas, helio paklausa padidės.

Šiuo metu pagrindiniai pasauliniai gamintojai yra „Rasgas“, „Linde Group“, „Air Chemical“, „ExxonMobil“, „Air Liquide“ (DZ) ir Gazprom (RU) ir kt. 2020 m. 20 geriausių geriausių gamintojų pardavimo dalis viršys 74%. Tikimasi, kad per ateinančius kelerius metus konkurencija pramonėje taps intensyvesnė.

HL kriogeninė įranga

Dėl skystų helio išteklių trūkumo ir kylančios kainos svarbu sumažinti skysto helio nuostolius ir atkūrimą jo naudojimo ir transportavimo procese.

1992 m. Įkurta HL kriogeninė įranga yra prekės ženklas, susijęs su „HL Cryogenic Equipment Company“ kompanija „Cryogenic Equipment Co., Ltd“. HL kriogeninė įranga yra įsipareigojusi kurti ir gaminti aukšto vakuuminio izoliuotos kriogeninės vamzdynų sistemos ir susijusios paramos įrangos, kad patenkintų įvairius klientų poreikius. Vakuuminis izoliuotas vamzdis ir lanksčioji žarna yra pagaminta iš daugybės vakuuminių ir kelių sluoksnių kelių ekranų specialiųjų izoliuotų medžiagų, ir praeina per daugybę griežtų techninių gydymo būdų ir apdorojant didelį vakuumą, kuris naudojamas skystojo deguonies, skysto azoto perdavimui , skystas argonas, skystas vandenilis, skystas helis, suskystinta etileno dujų koja ir suskystinta gamtos dujų SGD.

Produktų serijos vakuuminiu būdu apvalkalo vamzdžio, vakuuminės apvalkalo žarnos, vakuuminio apvalkalo vožtuvo ir fazių separatoriaus HL kriogeninės įrangos įmonėje, kuri praėjo per daugybę griežtų techninių gydymo būdų, naudojami skysto deguonies, skysto azoto, skysto argono, skysčio, skysto argono perkėlimui. Skystas vandenilis, skystas helis, koja ir SGD, ir šie produktai yra aptarnaujami kriogeninei įrangai (pvz. Gėrimas, vaistinė, ligoninė, biologinis bankas, guma, naujos medžiagos gamybos chemijos inžinerija, geležis ir plienas ir moksliniai tyrimai ir kt.

„HL Cryogenic Equipment Company“ tapo kvalifikuotu „Linde“, „Air Liquide“, „Air Products“ (AP), „Praxair“, „Messer“, „Boc“, „Iwatani“ ir „Hangzhou“ deguonies augalų grupės (Hangyang) tiekėju/pardavėju.