Hel jest elementem chemicznym z symbolem HE i atomowym numerem 2. Jest to rzadki gaz atmosferyczny, bezbarwny, bez smaku, bez smaku, nietoksyczny, nie płaszczy, tylko lekko rozpuszczalny w wodzie. Stężenie helu w atmosferze wynosi 5,24 x 10-4 według procentowej objętości. Ma najniższe temperaturę gotowania i topnienia dowolnego elementu i istnieje tylko jako gaz, z wyjątkiem bardzo zimnych warunków.

Hel jest przede wszystkim transportowany jako gaz gazowy lub ciekawy i jest stosowany w reaktorach jądrowych, półprzewodnikach, laserach, żarówkach, nadprzewodnictwa, oprzyrządowaniu, półprzewodnikach i światłowodach, kriogenicznych, MRI i badaniach laboratoryjnych R&D.

Źródło zimne w niskiej temperaturze

Hel jest stosowany jako kriogeniczny chłód chłodzący do kriogenicznych źródeł chłodzących, takich jak rezonans magnetyczny (MRI), spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR), nadprzewodzący akcelerator cząstek kwantowych, duży zdefiniator hadronów, interferometr (SKAPID), rezonans spinowy (ESR) oraz nadprzewodnicze magazynowanie energii magnetycznej (MŚP), generatory nadprzewodnictwa MHD, czujnik nadprzewodzący, transmisja mocy, transport Maglev, spektrometr masowy, magnes nadprzewodowy, silne separatory pola magnetycznego, pierścieniowe magnesy nadkształtowe dla reaktorów fuzyjnych i inne badania kriogeniczne. Hel chłodzi kriogeniczne nadprzewodzące materiały i magnesy do bliskiego zera bezwzględnego, w którym to momencie oporność nadprzewodnika nagle spada do zera. Bardzo niska opór nadprzewodnika tworzy silniejsze pole magnetyczne. W przypadku sprzętu MRI stosowanego w szpitalach silniejsze pola magnetyczne wytwarzają więcej szczegółów na obrazach radiograficznych.

Hel jest stosowany jako super chłodziwo, ponieważ hel ma najniższe temperatury topnienia i wrzenia, nie zestala się przy ciśnieniu atmosferycznym i 0 K, a hel jest chemicznie obojętny, co czyni prawie niemożliwe reakcje z innymi substancjami. Ponadto hel staje się superfluidalny poniżej 2,2 Kelvina. Do tej pory unikalna ultra-mobilność nie została wykorzystana w żadnym zastosowaniu przemysłowym. W temperaturach poniżej 17 Kelvin nie ma substytutu helu jako czynnika chłodniczego w źródle kriogenicznym.

Aeronautyka i astronautyka

Hel jest również używany w balonach i sterowcach. Ponieważ hel jest lżejszy niż powietrze, sterowce i balony są wypełnione helem. Hel ma tę zaletę, że nie jest płynna, chociaż wodór jest bardziej płynny i ma niższą szybkość ucieczki z membrany. Kolejne wtórne zastosowanie jest w technologii rakietowej, w której hel jest wykorzystywany jako medium stratowe do wyparcia paliwa i utleniacza w zbiornikach magazynowych oraz kondensują wodór i tlen do wytwarzania paliwa rakietowego. Mógłby być również używany do usuwania paliwa i utleniacza z urządzeń do pomocy uziemiającej przed uruchomieniem, i może przedekurować ciekłego wodoru w statku kosmicznym. W rakiecie Saturn V zastosowanej w programie Apollo do uruchomienia było około 370 000 metrów sześciennych (13 milionów stóp sześciennych) helu.

Analiza wykrywania i wykrywania upływu rurociągu

Kolejnym przemysłowym zastosowaniem helu jest wykrywanie wycieków. Wykrywanie wycieków służy do wykrywania wycieków w układach zawierających cieczy i gazów. Ponieważ hel rozprasza się przez stałe trzykrotnie szybciej niż powietrze, jest stosowany jako gaz tracera do wykrywania wycieków w urządzeniach o wysokiej prakuum (takich jak zbiorniki kriogeniczne) i naczyniach pod wysokim ciśnieniem. Obiekt jest umieszczony w komorze, która jest następnie ewakuowana i wypełniona helem. Nawet przy prędkościach wycieków tak niskich jak 10-9 mbar • L / s (10-10 PA • M3 / S), hel uciekający przez wyciek można wykryć przez wrażliwe urządzenie (spektrometr masowy helu). Procedura pomiaru jest zwykle zautomatyzowana i nazywa się testem integracji helu. Inną, prostszą metodą jest wypełnienie przedmiotowego obiektu helem i ręczne wyszukiwanie wycieków za pomocą urządzenia ręcznego.

Hel służy do wykrywania wycieków, ponieważ jest najmniejszą cząsteczką i jest cząsteczką monatomiczną, więc łatwo wycieka hel. Gaz hel jest wypełniony w obiekcie podczas wykrywania wycieków, a jeśli wystąpi wyciek, spektrometr masowy będzie w stanie wykryć lokalizację wycieku. Hel może być stosowany do wykrywania wycieków w rakietach, zbiornikach paliwa, wymiennikach ciepła, liniach gazowych, elektronice, probówkach telewizyjnych i innych komponentach produkcyjnych. Wykrywanie wycieków za pomocą helu po raz pierwszy zastosowano podczas projektu na Manhattanie do wykrywania wycieków w roślinach wzbogacania uranu. Hel wykrywania wycieków można zastąpić wodorem, azotem lub mieszaniną wodoru i azotu.

Spawanie i praca metalu

Gaz helowy jest wykorzystywany jako gaz ochronny w spawaniu łukowym i spawaniu łuku w osoczu ze względu na jego wyższą energię potencjalną jonizacji niż inne atomy. Gaz hel wokół spoiny zapobiega utlenianiu metalu w stanie stopionym. Energia potencjalna o wysokiej jonizacji helu pozwala spawanie łukowe w osoczu odmiennych metali stosowanych w budownictwie, budowaniu statków i lotach lotniczych, takich jak tytan, cyrkon, magnez i aluminium. Chociaż hel w gazie osłonowym można zastąpić argonem lub wodorem, niektóre materiały (takie jak hel tytanowy) nie można wymienić w przypadku spawania łukowego w osoczu. Ponieważ hel jest jedynym gazem, który jest bezpieczny w wysokich temperaturach.

Jednym z najbardziej aktywnych obszarów rozwoju jest spawanie ze stali nierdzewnej. Hel jest gazem obojętnym, co oznacza, że ​​nie ulega on żadnym reakcjom chemicznym po wystawieniu na inne substancje. Ta cecha jest szczególnie ważna w gazach ochrony spawalniczej.

Hel dobrze prowadzi ciepło. Dlatego jest powszechnie stosowany w spoinach, w których wymagane jest wyższe wejście cieplne w celu poprawy zwilżalności spoiny. Hel jest również przydatny do prędkości.

Hel jest zwykle mieszany z argonem w różnych ilościach w mieszaninie gazu ochronnego, aby w pełni wykorzystać dobre właściwości obu gazów. Na przykład hel działa jako gaz ochronny, który pomaga zapewnić szersze i płytsze tryby penetracji podczas spawania. Ale hel nie zapewnia czyszczenia, jakie robi Argon.

W rezultacie producenci metali często rozważają mieszanie argonu z helem w ramach procesu pracy. W przypadku spawania łukowego z ekranem gazowym hel może stanowić od 25% do 75% mieszaniny gazowej w mieszaninie helu/argonu. Regulując skład mieszanki gazu ochronnego, spawacz może wpływać na rozkład ciepła spoiny, który z kolei wpływa na kształt przekroju metalu spoiny i prędkość spawania.

Elektroniczny przemysł półprzewodników

Jako gaz obojętny, hel jest tak stabilny, że prawie nie reaguje z innymi elementami. Ta właściwość sprawia, że ​​jest używana jako tarcza w spawaniu łukowym (aby zapobiec zanieczyszczeniu tlenu w powietrzu). Hel ma również inne krytyczne zastosowania, takie jak półprzewodniki i produkcja światłowodowa. Ponadto może zastąpić azot w głębokim nurkowaniu, aby zapobiec tworzeniu się pęcherzyków azotowych w krwioobiegu, zapobiegając w ten sposób choroby nurkowania.

Globalny wolumen sprzedaży helu (2016-2027)

Globalny rynek helium osiągnął w 2020 r. 1825,37 mln USD i oczekuje się, że w 2027 r. Oczekuje się 2742,04 mln USD, przy złożonej rocznej stopie wzrostu (CAGR) 5,65% (2021-2027). Przemysł ma wielką niepewność w nadchodzących latach. Dane prognozy dla lat 2021-2027 w tym artykule oparte są na historycznym rozwoju ostatnich lat, opinii ekspertów branżowych i opinii analityków w tym artykule.

Przemysł helu jest bardzo skoncentrowany, pochodzący z zasobów naturalnych, i ma ograniczone globalne producenci, głównie w Stanach Zjednoczonych, Rosji, Kataru i Algierii. Na świecie sektor konsumencki koncentruje się w Stanach Zjednoczonych, Chinach i Europie i tak dalej. Stany Zjednoczone mają długą historię i niezachwianą pozycję w branży.

Wiele firm ma kilka fabryk, ale zwykle nie są blisko swoich docelowych rynków konsumenckich. Dlatego produkt ma wysokie koszty transportu.

Od pierwszych pięciu lat produkcja rozrosła się bardzo powoli. Hel jest nie odnawialnym źródłem energii, a polityki obowiązują w krajach produkujących w celu zapewnienia jego dalszego wykorzystania. Niektórzy przewidują, że hel skończy się w przyszłości.

Branża ma wysoki odsetek importu i eksportu. Prawie wszystkie kraje używają helu, ale tylko kilka ma rezerwy helowe.

Hel ma szeroki zakres zastosowań i będzie dostępny na coraz większej liczbie pól. Biorąc pod uwagę niedobór zasobów naturalnych, popyt na hel prawdopodobnie wzrośnie w przyszłości, wymagając odpowiednich alternatyw. Oczekuje się, że ceny helu będą rosły z 2021 do 2026 r., Z 13,53 USD / m3 (2020) do 19,09 USD / m3 (2027).

Branża ma wpływ ekonomia i polityka. Gdy globalna gospodarka odzyskuje, coraz więcej osób martwi się poprawą standardów środowiskowych, szczególnie w słabo rozwiniętych regionach o dużych populacjach i szybkim wzrostowi gospodarczym, popyt na hel wzrośnie.

Obecnie główni globalni producenci to Rasgas, Linde Group, Air Chemical, Exxonmobil, Air Liquide (DZ) i Gazprom (RU) itp. W 2020 r. Udział sprzedaży 6 najlepszych producentów przekroczy 74%. Oczekuje się, że konkurencja w branży stanie się bardziej intensywna w ciągu najbliższych kilku lat.

Sprzęt kriogeniczny HL

Ze względu na niedobór płynnych zasobów helu i rosnącej ceny ważne jest zmniejszenie straty i odzyskania płynnego helu w procesie użytkowania i transportu.

HL Criogeic Equipment, który został założony w 1992 roku, to marka powiązana z firmą HL Criogenic Equipment Criogeic Equipment Co., Ltd. Sprzęt kriogeniczny HL jest zaangażowany w projektowanie i produkcję izolowanego kriogenicznego systemu rurociągów o wysokiej próżni i powiązanego sprzętu wsparcia w celu zaspokojenia różnych potrzeb klientów. Rura izolowana próżniowo i elastyczny wąż są konstruowane w specjalnych materiałach izolowanych o wysokiej próżni i wielowarstwowej wielowarstwowej, i przechodzi przez szereg niezwykle ścisłych technicznych obróbki i wysokiej obróbki próżniowej, które jest stosowane do przenoszenia ciekłego tlenu, ciekłego azotu, ciekłego azotu, ciekłego azotu, ciekłego azotu , płynny argon, ciekł wodór, ciekł hel, skroplona noga gazu etylenowego i skroplony gaz natury lng.

Seria produktów rurki próżniowej, węża z płaszczami próżniową, zawór próżniowy i separator fazowy w HL Criogeic Equipment Company, która przechodziła przez serię wyjątkowo surowych obróbki technicznej, są stosowane do przenoszenia ciekłego tlenu, ciekłego azotu, ciekłego argonu, ciekawy wodór, płynny hel, noga i LNG, a produkty te są serwisowane dla sprzętu kriogenicznego (np. zbiorniki kriogeniczne, dewars i coldbox itp.) W branży separacji powietrza, gazów, lotnictwa, elektroniki, nadprzewodniczącego, żetonów, montażu automatyzacji, żywności i napoje, apteka, szpital, biobank, guma, nowe materiały inżynieria chemiczna, żelazo i stal oraz badania naukowe itp.

HL Cryogenic Equipment Company stała się kwalifikowanym dostawcą/sprzedawcą Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani i Hangzhou Tleng Plant Group (Hangyang) itp.