Heliumi është një element kimik me simbolin He dhe numrin atomik 2. Është një gaz i rrallë atmosferik, pa ngjyrë, pa shije, pa shije, jo toksik, jo i ndezshëm, vetëm pak i tretshëm në ujë. Përqendrimi i heliumit në atmosferë është 5,24 x 10-4 në përqindje vëllimi. Ka pikat më të ulëta të vlimit dhe shkrirjes nga çdo element, dhe ekziston vetëm si gaz, përveç në kushte jashtëzakonisht të ftohta.

Heliumi transportohet kryesisht si helium i gaztë ose i lëngët dhe përdoret në reaktorët bërthamorë, gjysmëpërçuesit, lazerët, llambat e lehta, superpërçueshmërinë, instrumentet, gjysmëpërçuesit dhe fibrat optike, kriogjenike, MRI dhe kërkime laboratorike R&D.

Burimi i Ftohtë me temperaturë të ulët

Heliumi përdoret si një ftohës kriogjenik për burimet e ftohjes kriogjenike, të tilla si imazhet e rezonancës magnetike (MRI), spektroskopia e rezonancës magnetike bërthamore (NMR), përshpejtuesi i grimcave kuantike superpërcjellëse, përplasësi i madh i hadronit, interferometri (SQUID), rezonanca e rrotullimit të elektronit (ESR) dhe ruajtja e energjisë magnetike superpërcjellëse (SMES), gjeneratorët superpërcjellës MHD, sensori superpërçues, transmetimi i energjisë, transporti maglev, spektrometri i masës, magneti superpërçues, ndarësit e fushës magnetike të fortë, magnetët superpërcjellës të fushës unazore për reaktorët e shkrirjes dhe kërkime të tjera kriogjenike. Heliumi ftoh materialet dhe magnetet superpërcjellëse kriogjenike në afërsi të zeros absolute, në të cilën pikë rezistenca e superpërcjellësit bie papritur në zero. Rezistenca shumë e ulët e një superpërçuesi krijon një fushë magnetike më të fuqishme. Në rastin e pajisjeve MRI të përdorura në spitale, fusha magnetike më të forta prodhojnë më shumë detaje në imazhet radiografike.

Heliumi përdoret si super ftohës sepse heliumi ka pikat më të ulëta të shkrirjes dhe vlimit, nuk ngurtësohet në presionin atmosferik dhe 0 K, dhe heliumi është kimikisht inert, duke e bërë pothuajse të pamundur reagimin me substanca të tjera. Përveç kësaj, heliumi bëhet superfluid nën 2.2 Kelvin. Deri më tani, ultra-lëvizshmëria unike nuk është shfrytëzuar në asnjë aplikim industrial. Në temperaturat nën 17 Kelvin, nuk ka asnjë zëvendësues për heliumin si ftohës në burimin kriogjenik.

Aeronautika dhe Astronautika

Heliumi përdoret gjithashtu në balona dhe aeroplanë. Për shkak se heliumi është më i lehtë se ajri, aeroplanët dhe balonat janë të mbushura me helium. Heliumi ka avantazhin e të qenit jo i ndezshëm, megjithëse hidrogjeni është më i gjallë dhe ka një shkallë më të ulët të daljes nga membrana. Një përdorim tjetër dytësor është në teknologjinë e raketave, ku heliumi përdoret si një mjet humbjeje për të zhvendosur karburantin dhe oksiduesin në rezervuarët e magazinimit dhe për të kondensuar hidrogjenin dhe oksigjenin për të prodhuar karburant raketash. Mund të përdoret gjithashtu për të hequr karburantin dhe oksiduesin nga pajisjet mbështetëse në tokë përpara nisjes, dhe mund të para-ftohë hidrogjenin e lëngshëm në anijen kozmike. Në raketën Saturn V të përdorur në programin Apollo, nevojiteshin rreth 370,000 metra kub (13 milionë këmbë kub) helium për të nisur.

Zbulimi i rrjedhjeve të tubacionit dhe analiza e zbulimit

Një tjetër përdorim industrial i heliumit është zbulimi i rrjedhjeve. Zbulimi i rrjedhjeve përdoret për të zbuluar rrjedhjet në sistemet që përmbajnë lëngje dhe gazra. Për shkak se heliumi shpërndahet përmes trupave të ngurtë tre herë më shpejt se ajri, ai përdoret si një gaz gjurmues për të zbuluar rrjedhjet në pajisjet me vakum të lartë (si tanket kriogjenike) dhe enët me presion të lartë. Objekti vendoset në një dhomë, e cila më pas evakuohet dhe mbushet me helium. Edhe në shkallë rrjedhjeje deri në 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), heliumi që del nga rrjedhja mund të zbulohet nga një pajisje e ndjeshme (një spektrometri i masës helium). Procedura e matjes zakonisht është e automatizuar dhe quhet testi i integrimit të heliumit. Një metodë tjetër më e thjeshtë është të mbushni objektin në fjalë me helium dhe të kërkoni manualisht për rrjedhje duke përdorur një pajisje dore.

Heliumi përdoret për zbulimin e rrjedhjeve sepse është molekula më e vogël dhe është një molekulë monotomike, kështu që heliumi rrjedh lehtësisht. Gazi i heliumit mbushet në objekt gjatë zbulimit të rrjedhjes dhe nëse ndodh një rrjedhje, spektrometri i masës së heliumit do të jetë në gjendje të zbulojë vendndodhjen e rrjedhjes. Heliumi mund të përdoret për të zbuluar rrjedhjet në raketa, rezervuarë karburanti, shkëmbyes nxehtësie, linja gazi, elektronikë, tuba TELEVIZIONI dhe komponentë të tjerë të prodhimit. Zbulimi i rrjedhjeve duke përdorur helium u përdor për herë të parë gjatë projektit Manhattan për të zbuluar rrjedhjet në impiantet e pasurimit të uraniumit. Heliumi për zbulimin e rrjedhjeve mund të zëvendësohet me hidrogjen, azot ose një përzierje hidrogjeni dhe azoti.

Saldimi dhe Punimi i Metaleve

Gazi helium përdoret si një gaz mbrojtës në saldimin me hark dhe saldimin me hark plazmatik për shkak të energjisë potenciale të tij më të lartë të jonizimit sesa atomet e tjerë. Gazi helium rreth saldimit parandalon që metali të oksidohet në gjendje të shkrirë. Energjia e lartë potenciale jonizuese e heliumit lejon saldimin me hark plazmatik të metaleve të ndryshme të përdorura në ndërtim, në ndërtimin e anijeve dhe në hapësirën ajrore, si titani, zirkonium, magnez dhe lidhje alumini. Megjithëse heliumi në gazin mbrojtës mund të zëvendësohet me argon ose hidrogjen, disa materiale (si heliumi i titanit) nuk mund të zëvendësohen për saldimin me hark plazmatik. Sepse heliumi është i vetmi gaz që është i sigurt në temperatura të larta.

Një nga fushat më aktive të zhvillimit është saldimi inox. Heliumi është një gaz inert, që do të thotë se nuk i nënshtrohet asnjë reaksioni kimik kur ekspozohet ndaj substancave të tjera. Kjo karakteristikë është veçanërisht e rëndësishme në gazrat mbrojtës të saldimit.

Heliumi gjithashtu përcjell mirë nxehtësinë. Kjo është arsyeja pse përdoret zakonisht në saldimet ku kërkohet një hyrje më e lartë e nxehtësisë për të përmirësuar lagueshmërinë e saldimit. Heliumi është gjithashtu i dobishëm për shpejtësinë.

Heliumi zakonisht përzihet me argon në sasi të ndryshme në përzierjen mbrojtëse të gazit për të përfituar plotësisht nga vetitë e mira të të dy gazeve. Heliumi, për shembull, vepron si një gaz mbrojtës për të ndihmuar në sigurimin e mënyrave më të gjera dhe më të cekëta të depërtimit gjatë saldimit. Por heliumi nuk siguron pastrimin që bën argoni.

Si rezultat, prodhuesit e metaleve shpesh konsiderojnë përzierjen e argonit me heliumin si pjesë të procesit të tyre të punës. Për saldimin me hark metalik të mbrojtur me gaz, heliumi mund të përbëjë 25% deri në 75% të përzierjes së gazit në përzierjen helium/argon. Duke rregulluar përbërjen e përzierjes mbrojtëse të gazit, saldatori mund të ndikojë në shpërndarjen e nxehtësisë së saldimit, i cili nga ana tjetër ndikon në formën e seksionit kryq të metalit të saldimit dhe shpejtësinë e saldimit.

Industria e gjysmëpërçuesve elektronik

Si një gaz inert, heliumi është aq i qëndrueshëm sa vështirë se reagon me ndonjë element tjetër. Kjo veti e bën atë të përdoret si mburojë në saldimin me hark (për të parandaluar ndotjen e oksigjenit në ajër). Heliumi gjithashtu ka aplikime të tjera kritike, të tilla si gjysmëpërçuesit dhe prodhimi i fibrave optike. Përveç kësaj, mund të zëvendësojë azotin në zhytje të thella për të parandaluar formimin e flluskave të azotit në qarkullimin e gjakut, duke parandaluar kështu sëmundjen e zhytjes.

Vëllimi global i shitjeve të heliumit (2016-2027)

Tregu global i heliumit arriti ne 1825.37 milion dollarë në 2020 dhe pritet të arrijë në 2742.04 milion dollarë në 2027, me një normë të përbërë të rritjes vjetore (CAGR) prej 5.65% (2021-2027). Industria ka pasiguri të madhe në vitet e ardhshme. Të dhënat e parashikimit për 2021-2027 në këtë punim bazohen në zhvillimin historik të viteve të fundit, opinionet e ekspertëve të industrisë dhe opinionet e analistëve në këtë punim.

Industria e heliumit është shumë e përqendruar, e marrë nga burimet natyrore dhe ka prodhues të kufizuar globalë, kryesisht në Shtetet e Bashkuara, Rusi, Katar dhe Algjeri. Në botë, sektori i konsumit është i përqendruar në Shtetet e Bashkuara, Kinë dhe Evropë etj. Shtetet e Bashkuara kanë një histori të gjatë dhe pozitë të palëkundur në industri.

Shumë kompani kanë disa fabrika, por ato zakonisht nuk janë afër tregjeve të tyre të konsumit të synuar. Prandaj, produkti ka një kosto të lartë transporti.

Që nga pesë vitet e para, prodhimi është rritur shumë ngadalë. Heliumi është një burim energjie jo i rinovueshëm dhe në vendet prodhuese ekzistojnë politika për të siguruar përdorimin e vazhdueshëm të tij. Disa parashikojnë se heliumi do të mbarojë në të ardhmen.

Industria ka një përqindje të lartë të importeve dhe eksporteve. Pothuajse të gjitha vendet përdorin helium, por vetëm disa kanë rezerva heliumi.

Heliumi ka një gamë të gjerë përdorimesh dhe do të jetë i disponueshëm në gjithnjë e më shumë fusha. Duke pasur parasysh mungesën e burimeve natyrore, kërkesa për helium ka të ngjarë të rritet në të ardhmen, duke kërkuar alternativa të përshtatshme. Çmimet e heliumit pritet të vazhdojnë të rriten nga 2021 në 2026, nga 13,53 $ / m3 (2020) në 19,09 $ / m3 (2027).

Industria ndikohet nga ekonomia dhe politika. Ndërsa ekonomia globale rimëkëmbet, gjithnjë e më shumë njerëz janë të shqetësuar për përmirësimin e standardeve mjedisore, veçanërisht në rajonet e pazhvilluara me popullsi të madhe dhe rritje të shpejtë ekonomike, kërkesa për helium do të rritet.

Aktualisht, prodhuesit kryesorë globalë përfshijnë Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) dhe Gazprom (Ru), etj. Në vitin 2020, pjesa e shitjeve të 6 prodhuesve më të mirë do të kalojë 74%. Pritet që konkurrenca në industri të bëhet më intensive në vitet e ardhshme.

Pajisjet kriogjenike HL

Për shkak të mungesës së burimeve të heliumit të lëngshëm dhe çmimit në rritje, është e rëndësishme të zvogëlohet humbja dhe rikuperimi i heliumit të lëngshëm në procesin e përdorimit dhe transportit të tij.

HL Cryogenic Equipment e cila u themelua në 1992 është një markë e lidhur me HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment është e përkushtuar në projektimin dhe prodhimin e Sistemit të tubacioneve kriogjenike të izoluara me vakum të lartë dhe të pajisjeve mbështetëse përkatëse për të përmbushur nevojat e ndryshme të klientëve. Tubi i izoluar me vakum dhe zorra fleksibël janë të ndërtuara në një vakum të lartë dhe me materiale të posaçme të izoluar me shumë ekrane, dhe kalon nëpër një sërë trajtimesh teknike jashtëzakonisht strikte dhe trajtim me vakum të lartë, i cili përdoret për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azotit të lëngshëm. , argon i lëngshëm, hidrogjen i lëngshëm, helium i lëngshëm, gaz etilen i lëngshëm LEG dhe gaz i lëngshëm i natyrës LNG.

Seria e produkteve të tubave me xhaketë vakum, zorrës me xhaketë vakum, valvulës me xhaketë vakum dhe ndarës fazash në kompaninë HL Cryogenic Equipment, të cilat kaluan përmes një sërë trajtimesh teknike jashtëzakonisht të rrepta, përdoren për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azotit të lëngshëm, argonin të lëngshëm, hidrogjen i lëngshëm, helium i lëngshëm, LEG dhe LNG, dhe këto produkte shërbehen për pajisje kriogjenike (p.sh. tanke kriogjenike, dewar dhe kuti të ftohta etj.) në industritë e ndarjes së ajrit, gazeve, aviacionit, elektronikës, superpërçuesve, çipave, montimit të automatizimit, ushqimit dhe pije, farmaci, spital, biobankë, gomë, inxhinieri kimike për prodhimin e materialeve të reja, hekur dhe çeliku dhe kërkime shkencore etj.

Kompania HL Cryogenic Equipment është bërë furnizuesi/shitësi i kualifikuar i Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani dhe Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) etj.