Helium is een chemisch element met het symbool hij en atoomnummer 2. Het is een zeldzame atmosferisch gas, kleurloos, smaakloos, smakeloos, niet-toxisch, niet-ontspannend, slechts licht oplosbaar in water. Heliumconcentratie in de atmosfeer is 5,24 x 10-4 per volumepercentage. Het heeft de laagste kokende en smeltpunten van elk element en bestaat alleen als een gas, behalve onder extreem koude omstandigheden.

Helium wordt voornamelijk getransporteerd als gasvormig of vloeibaar helium en wordt gebruikt in nucleaire reactoren, halfgeleiders, lasers, gloeilampen, supergeleiding, instrumentatie, halfgeleiders en vezeloptiek, cryogene, MRI en R & D -laboratoriumonderzoek.

De koude bron met lage temperatuur

Helium wordt gebruikt als een cryogene koelvloeistof voor cryogene koelbronnen, zoals magnetische resonantie beeldvorming (MRI), nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie, supergeleidende kwantumdeeltjesversnelling, de grote Hadron Collider, interferometer (squida), elektron -spin -resonantie (ESR) en supergeleidende magnetische energieopslag (MKB), MHD -supergeleidende generatoren, supergeleidende sensor, krachttransmissie, maglev transport, massaspectrometer, supergeleidende magneet, sterke magnetische veldafscheiders, ringvormige veld superconducting magneten voor fusiereactoren en ander cryogeen onderzoek. Helium koelt cryogene supergeleidende materialen en magneten tot bijna absolute nul, op welk punt de weerstand van de supergeleider plotseling tot nul daalt. De zeer lage weerstand van een supergeleider creëert een krachtigere magnetische veld. In het geval van MRI -apparatuur die in ziekenhuizen wordt gebruikt, produceren sterkere magnetische velden meer details in radiografische beelden.

Helium wordt gebruikt als een superkoelmiddel omdat helium de laagste smeltende en kookpunten heeft, niet stolt bij atmosferische druk en 0 K en helium is chemisch inert, waardoor het bijna onmogelijk is om met andere stoffen te reageren. Bovendien wordt helium superfluïd onder 2,2 Kelvin. Tot nu toe is de unieke ultra-mobiliteit niet geëxploiteerd in een industriële toepassing. Bij temperaturen onder 17 Kelvin is er geen vervanging voor helium als koelmiddel in de cryogene bron.

Luchtvaart en astronautiek

Helium wordt ook gebruikt in ballonnen en luchtschepen. Omdat helium lichter is dan lucht, zijn luchtschepen en ballonnen gevuld met helium. Helium heeft het voordeel dat het niet ontvlambaar is, hoewel waterstof drijvend is en een lagere ontsnappingssnelheid uit het membraan heeft. Een ander secundair gebruik is in de rakettechnologie, waarbij helium wordt gebruikt als een verliesmedium om brandstof en oxidatiemiddel in opslagtanks te verplaatsen en waterstof en zuurstof condenseren om raketbrandstof te maken. Het kan ook worden gebruikt om brandstof en oxidatiemiddel uit de grondsteunapparatuur te verwijderen vóór de lancering, en kan vloeibare waterstof in het ruimtevaartuig voorafgaan. In de Saturn V -raket die in het Apollo -programma werd gebruikt, was ongeveer 370.000 kubieke meter (13 miljoen kubieke voet) helium nodig om te lanceren.

Pijplijnlekdetectie en detectieanalyse

Een ander industrieel gebruik van helium is lekdetectie. Lekdetectie wordt gebruikt om lekken te detecteren in systemen die vloeistoffen en gassen bevatten. Omdat helium driemaal sneller door vaste stoffen diffundeert dan lucht, wordt het gebruikt als een traceergas om lekken te detecteren in apparatuur met een hoge vacuüm (zoals cryogene tanks) en hogedrukvaten. Het object wordt in een kamer geplaatst, die vervolgens wordt geëvacueerd en gevuld met helium. Zelfs bij leksnelheden zo laag als 10-9 mbar • L / s (10-10 Pa • M3 / s), kan helium ontsnappen door het lek worden gedetecteerd door een gevoelig apparaat (een heliummassaspectrometer). De meetprocedure is meestal geautomatiseerd en wordt de heliumintegratietest genoemd. Een andere, eenvoudigere methode is om het object in kwestie te vullen met helium en handmatig te zoeken naar lekken met behulp van een handheld -apparaat.

Helium wordt gebruikt voor lekdetectie omdat het het kleinste molecuul is en een monatomisch molecuul is, dus helium lekt gemakkelijk. Heliumgas wordt tijdens lekdetectie in het object gevuld en als er een lek optreedt, kan de heliummassaspectrometer de locatie van het lek detecteren. Helium kan worden gebruikt om lekken te detecteren in raketten, brandstoftanks, warmtewisselaars, gasleidingen, elektronica, televisiebuizen en andere productiecomponenten. Lekdetectie met behulp van helium werd voor het eerst gebruikt tijdens het Manhattan -project om lekken te detecteren bij uraniumverrijkingsinstallaties. Lekdetectie helium kan worden vervangen door waterstof, stikstof of een mengsel van waterstof en stikstof.

Lassen en metaal werken

Heliumgas wordt gebruikt als een beschermend gas in booglassen en plasma -booglassen vanwege zijn hogere ionisatiepotentiaal energie dan andere atomen. Heliumgas rond de las voorkomt dat het metaal in de gesmolten toestand oxideert. De hoge ionisatie potentieel energie van helium maakt het plasma -booglassen van ongelijksoortige metalen die worden gebruikt in de bouw, scheepsbouw en ruimtevaart, zoals titanium-, zirkonium-, magnesium- en aluminiumlegeringen die worden gebruikt. Hoewel het helium in het afschermingsgas kan worden vervangen door argon of waterstof, kunnen sommige materialen (zoals titaniumhelium) niet worden vervangen voor plasma -booglassen. Omdat helium het enige gas is dat veilig is bij hoge temperaturen.

Een van de meest actieve ontwikkelingsgebieden is roestvrijstalen lassen. Helium is een inert gas, wat betekent dat het geen chemische reacties ondergaat bij blootstelling aan andere stoffen. Dit kenmerk is vooral belangrijk bij het lassenbeschermingsgassen.

Helium geleidt ook goed warmte. Daarom wordt het vaak gebruikt in lassen waar hogere warmte -input vereist is om de bevochtigbaarheid van de las te verbeteren. Helium is ook handig voor snelheidsovertredingen.

Helium wordt meestal gemengd met argon in verschillende hoeveelheden in het beschermende gasmengsel om volledig te profiteren van de goede eigenschappen van beide gassen. Helium fungeert bijvoorbeeld als een beschermend gas om bredere en ondiepere wijzen van penetratie tijdens het lassen te bieden. Maar helium biedt niet de schoonmaak die Argon doet.

Als gevolg hiervan beschouwen metaalfabrikanten vaak om argon met helium te combineren als onderdeel van hun werkproces. Voor metaalbooglassen van gas kan helium 25% tot 75% van het gasmengsel in het helium/argonmengsel omvatten. Door de samenstelling van het beschermende gasmengsel aan te passen, kan de lasser de warmteverdeling van de las beïnvloeden, die op zijn beurt de vorm van de dwarsdoorsnede van het lasmetaal en de lassnelheid beïnvloedt.

Elektronische halfgeleiderindustrie

Als inert gas is helium zo stabiel dat het nauwelijks reageert met andere elementen. Deze eigenschap maakt het gebruikt als een schild in booglassen (om verontreiniging van zuurstof in de lucht te voorkomen). Helium heeft ook andere kritieke toepassingen, zoals halfgeleiders en de productie van optische vezels. Bovendien kan het stikstof in diep duiken vervangen om de vorming van stikstofbellen in de bloedbaan te voorkomen, waardoor duikziekte wordt voorkomen.

Global Helium Sales Volume (2016-2027)

De wereldwijde heliummarkt bereikte US $ 1825,37 miljoen in 2020 en zal naar verwachting US $ 2742,04 miljoen bereiken in 2027, met een samengestelde jaarlijkse groeipercentage (CAGR) van 5,65% (2021-2027). De industrie heeft de komende jaren grote onzekerheid. De voorspellingsgegevens voor 2021-2027 in dit artikel zijn gebaseerd op de historische ontwikkeling van de afgelopen jaren, de meningen van experts uit de industrie en de meningen van analisten in dit artikel.

De heliumindustrie is sterk geconcentreerd, afkomstig van natuurlijke hulpbronnen en heeft beperkte wereldwijde fabrikanten, voornamelijk in de Verenigde Staten, Rusland, Qatar en Algerije. In de wereld is de consumentensector geconcentreerd in de Verenigde Staten, China en Europa, enzovoort. De Verenigde Staten hebben een lange geschiedenis en onwrikbare positie in de industrie.

Veel bedrijven hebben verschillende fabrieken, maar ze zijn meestal niet dicht bij hun doelconsumentenmarkten. Daarom heeft het product hoge transportkosten.

Sinds de eerste vijf jaar is de productie zeer langzaam gegroeid. Helium is een niet-hernieuwbare energiebron en er zijn beleid in producterende landen om het voortdurende gebruik ervan te waarborgen. Sommigen voorspellen dat helium in de toekomst zal opraken.

De industrie heeft een groot deel van de import en export. Bijna alle landen gebruiken helium, maar slechts enkele hebben heliumreserves.

Helium heeft een breed scala aan toepassingen en zal in steeds meer velden beschikbaar zijn. Gezien de schaarste aan natuurlijke hulpbronnen, zal de vraag naar helium in de toekomst waarschijnlijk toenemen, waardoor passende alternatieven nodig zijn. De prijzen van helium zullen naar verwachting blijven stijgen van 2021 tot 2026, van $ 13,53 / m3 (2020) tot $ 19,09 / m3 (2027).

De industrie wordt getroffen door economie en beleid. Naarmate de wereldeconomie zich herstelt, maken meer en meer mensen zich zorgen over het verbeteren van de milieunormen, vooral in onderontwikkelde regio's met grote populaties en snelle economische groei, de vraag naar helium zal toenemen.

Momenteel omvatten grote wereldwijde fabrikanten Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) en Gazprom (RU), enz. In 2020 zal het verkoopaandeel van de top 6 -fabrikanten meer dan 74%bedragen. Verwacht wordt dat de concurrentie in de industrie de komende jaren intenser zal worden.

HL cryogene apparatuur

Vanwege de schaarste van vloeibare heliumbronnen en de stijgende prijs, is het belangrijk om het verlies en herstel van vloeibaar helium te verminderen in het gebruik en transportproces.

HL -cryogene apparatuur die in 1992 werd opgericht, is een merk dat is aangesloten bij HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL -cryogene apparatuur zet zich in voor het ontwerp en de productie van het hoge vacuüm geïsoleerde cryogene leidingsysteem en aanverwante ondersteuningsapparatuur om te voldoen aan de verschillende behoeften van klanten. De vacuüm geïsoleerde buis en flexibele slang zijn geconstrueerd in een hoog vacuüm en meerlagig multi-screen speciale geïsoleerde materialen en passeert een reeks extreem strikte technische behandelingen en hoge vacuümbehandeling, die wordt gebruikt voor het overbrengen van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof , vloeibare argon, vloeibare waterstof, vloeibaar helium, vloeibaar ethyleengasbeen en vloeibaar natuurgas Lng.

De productreeks van vacuümpijp, vacuümjacksslang, vacuümjack -klep en fasescheider in HL Cryogenic Equipment Company, dat door een reeks extreem strikte technische behandelingen is doorgegaan, worden gebruikt voor het overbrengen van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof, vloeibare argon, Vloeibare waterstof, vloeibaar helium, been en LNG, en deze producten worden onderhouden voor cryogene apparatuur (bijv. Cryogene tanks, dewars en coldboxes enz.) In industrieën van luchtscheiding, gassen, luchtvaart, elektronica, superconductor, chips, automatisering, voedsel & Drank, apotheek, ziekenhuis, biobank, rubber, nieuw materiaalproductie Chemical Engineering, ijzer en staal en wetenschappelijk onderzoek etc.

HL Cryogenic Equipment Company is de gekwalificeerde leverancier/verkoper geworden van Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani en Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) enz.