Helium is een chemisch element met het symbool He en atoomnummer 2. Het is een zeldzaam atmosferisch gas, kleurloos, smaakloos, smaakloos, niet giftig, niet brandbaar, slechts weinig oplosbaar in water.De heliumconcentratie in de atmosfeer is 5,24 x 10-4 in volumepercentage.Het heeft de laagste kook- en smeltpunten van elk element en bestaat alleen als gas, behalve onder extreem koude omstandigheden.

Helium wordt voornamelijk getransporteerd als gasvormig of vloeibaar helium en wordt gebruikt in kernreactoren, halfgeleiders, lasers, gloeilampen, supergeleiding, instrumentatie, halfgeleiders en glasvezel, cryogeen, MRI en R&D-laboratoriumonderzoek.

De lage temperatuur koude bron

Helium wordt gebruikt als cryogeen koelmiddel voor cryogene koelbronnen, zoals magnetische resonantiebeeldvorming (MRI), nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie, supergeleidende kwantumdeeltjesversneller, de grote hadron-collider, interferometer (SQUID), elektronenspinresonantie (ESR) en supergeleidende magnetische energieopslag (SMES), MHD-supergeleidende generatoren, supergeleidende sensoren, krachtoverbrenging, magneetzweeftransport, massaspectrometer, supergeleidende magneet, sterke magnetische veldscheiders, ringvormige supergeleidende magneten voor fusiereactoren en ander cryogeen onderzoek.Helium koelt cryogene supergeleidende materialen en magneten af ​​tot bijna het absolute nulpunt, waarna de weerstand van de supergeleider plotseling tot nul daalt.De zeer lage weerstand van een supergeleider creëert een krachtiger magnetisch veld.Bij MRI-apparatuur die in ziekenhuizen wordt gebruikt, zorgen sterkere magnetische velden voor meer detail in radiografische beelden.

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

Lucht- en ruimtevaart

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 brandbaar is, hoewel waterstof meer drijfvermogen heeft en een lagere ontsnappingssnelheid uit het membraan heeft.Een ander secundair gebruik is in rakettechnologie, waar helium wordt gebruikt als verliesmedium om brandstof en oxidatiemiddel in opslagtanks te verdringen en waterstof en zuurstof te condenseren om raketbrandstof te maken.Het kan ook worden gebruikt om vóór de lancering brandstof en oxidatiemiddel uit grondondersteuningsapparatuur te verwijderen, en kan vloeibare waterstof in het ruimtevaartuig voorkoelen.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.

Leidinglekdetectie en detectieanalyse

Een ander industrieel gebruik van helium is lekdetectie.Lekdetectie wordt gebruikt om lekken op te sporen in systemen die vloeistoffen en gassen bevatten.Omdat helium drie keer sneller door vaste stoffen diffundeert dan lucht, wordt het gebruikt als tracergas om lekken in hoogvacuümapparatuur (zoals cryogene tanks) en hogedrukvaten op te sporen.Het object wordt in een kamer geplaatst, die vervolgens wordt geëvacueerd en gevuld met helium.Zelfs bij leksnelheden van slechts 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s) kan helium dat door het lek ontsnapt, 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 betreffende object met helium te vullen en handmatig naar lekken te zoeken met behulp van een handheld-apparaat.

Helium wordt gebruikt voor lekdetectie omdat het het kleinste molecuul is en een mono-atomisch 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 op te sporen 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 op te sporen bij uraniumverrijkingsfabrieken.Lekdetectiehelium kan worden vervangen door waterstof, stikstof of een mengsel van waterstof en stikstof.

Lassen en metaalbewerking

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

Een van de meest actieve ontwikkelingsgebieden is het lassen van roestvrij staal.Helium is een inert gas, wat betekent dat het geen chemische reacties ondergaat bij blootstelling aan andere stoffen.Deze eigenschap is vooral belangrijk bij lasbeschermingsgassen.

Helium geleidt ook warmte goed.Daarom wordt het vaak gebruikt in lassen waar een hogere warmte-inbreng 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 de goede eigenschappen van beide gassen ten volle te benutten.Helium werkt bijvoorbeeld als een beschermend gas om tijdens het lassen bredere en ondiepere penetratiemogelijkheden te bieden.Maar helium zorgt niet voor de reiniging die argon doet.

Als gevolg hiervan overwegen metaalfabrikanten vaak het mengen van argon met helium als onderdeel van hun werkproces.Voor booglassen met gasbeschermd metaal kan helium 25% tot 75% van het gasmengsel in het helium/argonmengsel uitmaken.Door de samenstelling van het beschermgasmengsel aan te passen, kan de lasser de warmteverdeling van de las beïnvloeden, wat weer invloed heeft op de vorm van de doorsnede van het lasmetaal en de lassnelheid.

Elektronische halfgeleiderindustrie

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

Wereldwijd verkoopvolume helium (2016-2027)

De wereldwijde heliummarkt bereikte ons $ 1825,37 miljoen in 2020 en zal naar verwachting US $ 2742,04 miljoen bereiken in 2027, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 5,65% (2021-2027).De branche kent de komende jaren grote onzekerheid.De prognosegegevens voor 2021-2027 in dit document zijn gebaseerd op de historische ontwikkeling van de afgelopen jaren, de meningen van branche-experts en de meningen van analisten in dit document.

De heliumindustrie is sterk geconcentreerd, wordt gewonnen uit natuurlijke hulpbronnen en heeft een beperkt aantal 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 een onwankelbare positie in de industrie.

Veel bedrijven hebben meerdere fabrieken, maar die liggen meestal niet dicht bij hun beoogde consumentenmarkten.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 beleidsmaatregelen in de producerende landen om het gebruik ervan te garanderen.Sommigen voorspellen dat helium in de toekomst op zal raken.

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

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

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

Op dit moment zijn de belangrijkste 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.De verwachting is dat de concurrentie in de branche de komende jaren heviger zal worden.

HL cryogene apparatuur

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

HL Cryogenic Equipment, opgericht in 1992, is een merk dat is gelieerd aan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.HL Cryogenic Equipment zet zich in voor het ontwerp en de fabricage van het hoogvacuüm geïsoleerde cryogene leidingsysteem en gerelateerde ondersteunende apparatuur om aan de verschillende behoeften van klanten te voldoen.De vacuümgeïsoleerde buis en flexibele slang zijn gemaakt van hoogvacuüm en meerlaags speciaal geïsoleerd materiaal met meerdere schermen en ondergaan een reeks uiterst strikte technische behandelingen en hoogvacuümbehandeling, die wordt gebruikt voor het overbrengen van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof , vloeibaar argon, vloeibaar waterstof, vloeibaar helium, vloeibaar ethyleengas LEG en vloeibaar aardgas LNG.

De productserie van vacuümmantelpijp, vacuümmantelslang, vacuümmantelventiel en fasescheider in HL Cryogenic Equipment Company, die een reeks uiterst strikte technische behandelingen hebben ondergaan, worden gebruikt voor het overbrengen van vloeibare zuurstof, vloeibare stikstof, vloeibaar argon, vloeibare waterstof, vloeibaar helium, LEG en LNG, en deze producten worden onderhouden voor cryogene apparatuur (bijv. cryogene tanks, dewars en coldboxes enz.) in industrieën van luchtscheiding, gassen, luchtvaart, elektronica, supergeleiders, chips, drank, apotheek, ziekenhuis, biobank, rubber, nieuwe materiaalproductie, chemische technologie, ijzer en staal, en wetenschappelijk onderzoek enz.

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) etc.