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 sipas përqindjes vëllimore. Ai ka pikat më të ulëta të vlimit dhe shkrirjes nga çdo element tjetër dhe ekziston vetëm si gaz, përveç në kushte jashtëzakonisht të ftohta.

Heliumi transportohet kryesisht si helium i gaztë ose i lëngshëm dhe përdoret në reaktorët bërthamorë, gjysmëpërçuesit, lazerët, llambat, superpërçueshmërinë, instrumentet, gjysmëpërçuesit dhe fibrat optike, kriogjenikën, MRI-në dhe kërkimet laboratorike të R&D-së.

Burimi i të Ftohtit me Temperaturë të Ulët

Heliumi përdoret si ftohës kriogjenik për burimet e ftohjes kriogjenike, siç janë imazhet me rezonancë magnetike (MRI), spektroskopia e rezonancës magnetike bërthamore (NMR), përshpejtuesi kuantik i grimcave superpërçuese, përplasësi i madh i hadroneve, interferometri (SQUID), rezonanca e spinit të elektroneve (ESR) dhe ruajtja e energjisë magnetike superpërçuese (SMES), gjeneratorët superpërçues MHD, sensorët superpërçues, transmetimi i energjisë, transporti maglev, spektrometri i masës, magneti superpërçues, ndarësit e fushës magnetike të fortë, magnetët superpërçues të fushës unazore për reaktorët e bashkimit dhe kërkime të tjera kriogjenike. Heliumi ftoh materialet dhe magnetet superpërçuese kriogjenike në zero absolute, në të cilën pikë rezistenca e superpërçuesit 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, fushat magnetike më të forta prodhojnë më shumë detaje në imazhet radiografike.

Heliumi përdoret si superftohës 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 të reagojë 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 temperatura nën 17 Kelvin, nuk ka zëvendësim për heliumin si ftohës në burimin kriogjenik.

Aeronautikë dhe Astronautikë

Heliumi përdoret gjithashtu në balona dhe anije ajrore. Meqenëse heliumi është më i lehtë se ajri, anijet ajrore dhe balonat janë të mbushura me helium. Heliumi ka avantazhin e të qenit jo i ndezshëm, megjithëse hidrogjeni është më i lëvizshëm dhe ka një shkallë më të ulët daljeje nga membrana. Një përdorim tjetër dytësor është në teknologjinë e raketave, ku heliumi përdoret si një medium humbjeje për të zhvendosur karburantin dhe oksiduesin në rezervuarët e ruajtjes dhe për të kondensuar hidrogjenin dhe oksigjenin për të bërë karburant rakete. Mund të përdoret gjithashtu për të hequr karburantin dhe oksiduesin nga pajisjet mbështetëse tokësore para nisjes, dhe mund të ftohë paraprakisht hidrogjenin e lëngshëm në anijen kozmike. Në raketën Saturn V të përdorur në programin Apollo, u nevojitën rreth 370,000 metra kub (13 milionë këmbë kub) helium për t'u nisur.

Zbulimi dhe Analiza e Zbulimit të Rrjedhjeve të Tubacionit

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. Meqenëse heliumi shpërndahet nëpër trupa të ngurtë tre herë më shpejt se ajri, ai përdoret si gaz gjurmues për të zbuluar rrjedhjet në pajisjet me vakum të lartë (siç janë rezervuarët kriogjenikë) dhe enët me presion të lartë. Objekti vendoset në një dhomë, e cila më pas zbrazet dhe mbushet me helium. Edhe në shkallë rrjedhjeje aq të ulëta sa 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), heliumi që del përmes rrjedhjes mund të zbulohet nga një pajisje e ndjeshme (një spektrometër masiv heliumi). 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 monatomike, kështu që heliumi rrjedh lehtë. Gazi i heliumit mbushet me objektin 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 të nxehtësisë, linja gazi, elektronikë, tuba televizivë dhe komponentë të tjerë prodhues. 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 të hidrogjenit dhe azotit.

Saldim dhe Përpunim Metalesh

Gazi i heliumit përdoret si gaz mbrojtës në saldimin me hark dhe saldimin me hark plazme për shkak të energjisë së tij më të lartë potenciale jonizimi sesa atomet e tjera. Gazi i heliumit rreth saldimit parandalon oksidimin e metalit në gjendje të shkrirë. Energjia e lartë potenciale jonizimi e heliumit lejon saldimin me hark plazme të metaleve të ndryshme të përdorura në ndërtim, ndërtimin e anijeve dhe hapësirën ajrore, siç janë titaniumi, zirkoni, magnezi dhe lidhjet e aluminit. Edhe pse heliumi në gazin mbrojtës mund të zëvendësohet nga argoni ose hidrogjeni, disa materiale (si titaniumi dhe heliumi) nuk mund të zëvendësohen për saldimin me hark plazme. Sepse heliumi është i vetmi gaz që është i sigurt në temperatura të larta.

Një nga fushat më aktive të zhvillimit është saldimi me çelik 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 e përçon mirë nxehtësinë. Kjo është arsyeja pse përdoret zakonisht në saldime ku kërkohet një hyrje më e lartë nxehtësie për të përmirësuar lagështueshmërinë e saldimit. Heliumi është gjithashtu i dobishëm për shpejtësinë.

Heliumi zakonisht përzihet me argonin 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 e konsiderojnë përzierjen e argonit me helium si pjesë të procesit të tyre të punës. Për saldimin me hark metalik të mbrojtur nga gazi, heliumi mund të përbëjë 25% deri në 75% të përzierjes së gazit në përzierjen helium/argon. Duke rregulluar përbërjen e përzierjes mbrojtëse të gazit, salduesi mund të ndikojë në shpërndarjen e nxehtësisë së saldimit, gjë që nga ana tjetër ndikon në formën e prerjes tërthore të metalit të salduar dhe shpejtësinë e saldimit.

Industria e gjysmëpërçuesve elektronikë

Si një gaz inert, heliumi është aq i qëndrueshëm sa mezi reagon me elementë të tjerë. Kjo veti e bën atë të përdoret si mburojë në saldimin me hark (për të parandaluar ndotjen e oksigjenit në ajër). Heliumi ka edhe zbatime të tjera kritike, të tilla si gjysmëpërçuesit dhe prodhimi i fibrave optike. Përveç kësaj, ai 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 në 1825.37 milionë dollarë amerikanë në vitin 2020 dhe pritet të arrijë në 2742.04 milionë dollarë amerikanë në vitin 2027, me një normë vjetore të rritjes së përbërë (CAGR) prej 5.65% (2021-2027). Industria ka pasiguri të madhe në vitet në vijim. Të dhënat e parashikuara për vitet 2021-2027 në këtë punim bazohen në zhvillimin historik të viteve të fundit, mendimet e ekspertëve të industrisë dhe mendimet e analistëve në këtë punim.

Industria e heliumit është shumë e përqendruar, me burim 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 e kështu me radhë. Shtetet e Bashkuara kanë një histori të gjatë dhe një pozicion të palëkundur në industri.

Shumë kompani kanë disa fabrika, por ato zakonisht nuk janë afër tregjeve të tyre të synuara të konsumatorëve. 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 ka politika për të siguruar përdorimin e tij të vazhdueshëm. 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 prej tyre 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 viti 2021 deri në vitin 2026, nga 13.53 dollarë/m3 (2020) në 19.09 dollarë/m3 (2027).

Industria ndikohet nga ekonomia dhe politikat. 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 kryesorë 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 themeluar në vitin 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 Tubave Kriogjenike të Izoluara me Vakum të Lartë dhe Pajisjeve Mbështetëse përkatëse për të përmbushur nevojat e ndryshme të klientëve. Tubi dhe Tubi Fleksibël i Izoluar me Vakum janë ndërtuar në materiale të izoluara speciale me vakum të lartë dhe shumështresa, dhe kalojnë nëpër një sërë trajtimesh teknike jashtëzakonisht të rrepta dhe trajtimi me vakum të lartë, i cili përdoret për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azotit të lëngshëm, argonit të lëngshëm, hidrogjenit të lëngshëm, heliumit të lëngshëm, gazit të etilenit të lëngshëm LEG dhe gazit natyror të lëngshëm LNG.

Seria e produkteve të Tubave me Mbulesë Vakumi, Tubave me Mbulesë Vakumi, Valvulave me Mbulesë Vakumi dhe Ndarësve të Fazave në HL Cryogenic Equipment Company, të cilat kanë kaluar nëpër një sërë trajtimesh teknike jashtëzakonisht të rrepta, përdoren për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azotit të lëngshëm, argonit të lëngshëm, hidrogjenit të lëngshëm, heliumit të lëngshëm, LEG dhe LNG, dhe këto produkte shërbehen për pajisje kriogjenike (p.sh. rezervuarë kriogjenikë, dewar dhe kuti të ftohta etj.) në industritë e ndarjes së ajrit, gazrave, aviacionit, elektronikës, superpërçuesve, çipave, montimit të automatizimit, ushqimit dhe pijeve, farmacisë, spitalit, biobankës, gomës, prodhimit të materialeve të reja, inxhinierisë kimike, hekurit dhe çelikut, dhe kërkimit shkencor 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.