Heliumi është një element kimik me simbolin që ai dhe numri atomik 2. Isshtë një gaz i rrallë atmosferik, pa ngjyrë, pa shije, pa shije, jo toksike, jo e ndezshme, vetëm pak e tretshme në ujë. Përqendrimi i heliumit në atmosferë është 5.24 x 10-4 nga përqindja e vëllimit. Ajo ka pikat më të ulëta të vlimit dhe shkrirjes së çdo elementi, dhe ekziston vetëm si gaz, përveç në kushte jashtëzakonisht të ftohta.

Heliumi transportohet kryesisht si helium i gaztë ose i lëngshëm dhe përdoret në reaktorë bërthamorë, gjysmëpërçues, lazer, llamba të lehta, superpërçueshmëri, instrument, gjysmëpërçues dhe optikë të fibrave, hulumtime laboratorike kriogjenike, MRI dhe R&D.

Burimi i ftohtë me temperaturë të ulët

Heliumi përdoret si një ftohës kriogjenik për burimet e ftohjes kriogjenike, të tilla si imazhi i rezonancës magnetike (MRI), spektroskopia magnetike bërthamore (NMR), akseleratori i grimcave kuantike superpërçuese, koloni i madh Hadron, interferometri (kallamari), rezonanca e rrotullimit të elektroneve (ESR) dhe Superconducting Storage Energjisë Magnetike (NVM), gjeneratorë superpërçues MHD, sensorin e superpërcjelljes, transmetimin e energjisë, transportin Maglev, spektrometrin e masës, magnetin superpërçues, ndarësit e fortë të fushës magnetike, magnetat superpërçuese të fushës unazore për reaktorët e shkrirjes dhe hulumtimet e tjera kriogjenike. Helium ftoh materialet dhe magnet e superpërcaktuara kriogjenike në zero absolute, në të cilën pikë rezistenca e superpërçuesit papritmas bie 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 më të forta magnetike prodhojnë më shumë detaje në imazhet radiografike.

Heliumi përdoret si një super ftohës sepse heliumi ka pikat më të ulëta të shkrirjes dhe vlimit, nuk forcohet 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 i tepërt 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 zëvendësim të heliumit si ftohës në burimin kriogjenik.

Aeronautikë dhe astronautikë

Heliumi përdoret gjithashtu në balona dhe aeroplanët. Për shkak se heliumi është më i lehtë se ajri, aeroplanët dhe balonat janë të mbushura me helium. Heliumi ka avantazhin e të qenit i paqëndrueshëm, megjithëse hidrogjeni është më i butë dhe ka një shkallë më të ulët shpëtimi nga membrana. Një përdorim tjetër sekondar është në teknologjinë e raketave, ku heliumi përdoret si një medium humbjeje për të zhvendosur karburantin dhe oksiduesin në rezervuarët e ruajtjes dhe kondensoni hidrogjenin dhe oksigjenin për të bërë karburant rakete. Mund të përdoret gjithashtu për të hequr karburantin dhe oksiduesin nga pajisjet e mbështetjes në tokë para fillimit, dhe mund të mund të hidrogjenit të lëngshëm para-ftohjes në anije kozmike. Në Rocket Saturn v të përdorur në programin Apollo, rreth 370,000 metra kub (13 milion metra kub) të heliumit ishin të nevojshme për të filluar.

Analiza e zbulimit dhe zbulimit të rrjedhjeve të tubacionit

Një tjetër përdorim industrial i heliumit është zbulimi i rrjedhjes. Zbulimi i rrjedhjes përdoret për të zbuluar rrjedhjet në sistemet që përmbajnë lëngje dhe gazra. Për shkak se heliumi shpërndahet përmes solideve tre herë më shpejt se ajri, përdoret si një gaz gjurmues për të zbuluar rrjedhjet në pajisjet me vakum të lartë (siç janë rezervuarët kriogjenikë) dhe anijet me presion të lartë. Objekti vendoset në një dhomë, e cila më pas evakuohet dhe mbushet me helium. Edhe në nivelet e rrjedhjes aq të ulëta sa 10-9 MBAR • L / S (10-10 Pa • M3 / S), heliumi që shpëton 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 plotësoni objektin në fjalë me helium dhe të kërkoni manualisht 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 në objekt gjatë zbulimit të rrjedhjes, dhe nëse ndodh një rrjedhje, spektrometri i masës helium do të jetë në gjendje të zbulojë vendndodhjen e rrjedhjes. Heliumi mund të përdoret për të zbuluar rrjedhjet në raketa, rezervuarë të karburantit, shkëmbyesit e nxehtësisë, linjat e gazit, elektronikën, tubat televizivë dhe përbërësit e tjerë të prodhimit. Zbulimi i rrjedhjes duke përdorur helium u përdor për herë të parë gjatë projektit të Manhattan për të zbuluar rrjedhjet në impiantet e pasurimit të uraniumit. Heliumi i zbulimit të rrjedhjes mund të zëvendësohet me hidrogjen, azot, ose një përzierje të hidrogjenit dhe azotit.

Saldimi dhe puna metalike

Gazi i heliumit përdoret si një gaz mbrojtës në saldimin e harkut dhe saldimin e harkut plazmatik për shkak të energjisë së tij më të lartë të jonizimit të energjisë sesa atomeve të tjerë. Gazi i heliumit rreth saldimit parandalon që metali të oksidohet në gjendjen e shkrirë. Energjia potenciale e lartë e jonizimit të heliumit lejon saldimin e harkut plazmatik të metaleve të ndryshme të përdorura në ndërtim, ndërtim të anijeve dhe hapësirës ajrore, të tilla si titani, zirkoni, magnezi dhe lidhjet e aluminit. Megjithëse heliumi në gazin mbrojtës mund të zëvendësohet me argon ose hidrogjen, disa materiale (të tilla si titan helium) nuk mund të zëvendësohen për saldimin e harkut plazmatik. Sepse heliumi është gazi i vetëm që është i sigurt në temperatura të larta.

Një nga zonat më aktive të zhvillimit është saldimi i çelikut inox. Heliumi është një gaz inert, që do të thotë se nuk i nënshtrohet ndonjë reagimi kimik kur i ekspozohet substancave të tjera. Kjo karakteristikë është veçanërisht e rëndësishme në gazrat e mbrojtjes së saldimit.

Heliumi gjithashtu kryen mirë nxehtësinë. Kjo është arsyeja pse përdoret zakonisht në saldimet ku kërkohet hyrje më e lartë e nxehtësisë për të përmirësuar lagështinë e saldimit. Heliumi është gjithashtu i dobishëm për shpejtimin.

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 gazrave. Për shembull, heliumi vepron si një gaz mbrojtës për të ndihmuar në sigurimin e mënyrave më të gjera dhe të cekëta të depërtimit gjatë saldimit. Por heliumi nuk siguron pastrimin që bën Argon.

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

Industria elektronike gjysmëpërçuese

Si një gaz inert, heliumi është aq i qëndrueshëm sa vështirë se reagon me ndonjë element tjetër. Kjo pronë e bën atë të përdoret si një mburojë në saldimin e harkut (për të parandaluar ndotjen e oksigjenit në ajër). Helium gjithashtu ka aplikime të tjera kritike, siç janë 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 rrjedhën e gjakut, duke parandaluar kështu sëmundjen e zhytjes.

Vëllimi global i shitjeve të heliumit (2016-2027)

Tregu global i heliumit arriti në 1825.37 milion dollarë amerikanë në vitin 2020 dhe pritet të arrijë në 2742.04 milion dollarë amerikanë në 2027, me një normë të përbërë të rritjes vjetore (CAGR) prej 5.65% (2021-2027). Industria ka një pasiguri të madhe në vitet e ardhshme. Të dhënat e parashikimit për vitin 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 konsumatorëve është i përqendruar në Shtetet e Bashkuara, Kinë dhe Evropë etj. Shtetet e Bashkuara kanë një histori të gjatë dhe pozicion të palëkundshëm në industri.

Shumë kompani kanë disa fabrika, por ato zakonisht nuk janë afër tregjeve të tyre të synuara të konsumit. 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 politikat janë në vend në vendet prodhuese për të siguruar përdorimin e tij të vazhdueshëm. Disa parashikojnë që heliumi do të mbarojë në të ardhmen.

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

Helium ka një gamë të gjerë përdorimesh dhe do të jetë në dispozicion 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. Pricesmimet 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 rikuperohet, gjithnjë e më shumë njerëz janë të shqetësuar për përmirësimin e standardeve mjedisore, veçanërisht në rajone të pazhvilluara me popullsi të mëdha 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 tejkalojë 74%. Pritet që konkurrenca në industri të bëhet më intensive në vitet e ardhshme.

Pajisjet Cryogenic HL

Për shkak të mungesës së burimeve të lëngshme të heliumit dhe rritjes së çmimit, është e rëndësishme të ulni humbjen dhe rikuperimin e heliumit të lëngshëm në procesin e përdorimit dhe transportit të tij.

Pajisjet Cryogenic HL e cila u themelua në 1992 është një markë e lidhur me HL Cryogenic Equipment Comany Cryogenic Equipment Co, Ltd. Pajisjet Cryogenic HL janë të angazhuara për hartimin dhe prodhimin e sistemit të lartë të tubacioneve të izoluara me vakum të lartë dhe pajisjeve mbështetëse të lidhura për të përmbushur nevojat e ndryshme të klientëve. Tubi i izoluar me vakum dhe gete fleksibël janë ndërtuar në një vakum të lartë dhe materiale speciale të izoluara me shumë ekran, dhe kalon përmes një seri trajtimesh teknike jashtëzakonisht të rrepta dhe trajtim të lartë vakumi, i cili përdoret për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azot të lëngshëm , argoni i lëngshëm, hidrogjeni i lëngshëm, heliumi i lëngshëm, këmba e gazit etilen e lëngshme dhe gazi i lëngshëm i natyrës LNG.

Seria e produkteve të tubit me xhaketë vakum, gete me xhaketë vakum, valvula me xhaketë vakum dhe ndarës fazor në kompaninë e pajisjeve kriogjenike HL, e cila kaloi përmes një seri trajtimesh teknike jashtëzakonisht të rrepta, përdoren për transferimin e oksigjenit të lëngshëm, azotit të lëngshëm, argon të lëngshme, Hidrogjeni i lëngshëm, heliumi i lëngshëm, këmba dhe LNG, dhe këto produkte shërbehen për pajisjet kriogjenike (p.sh. rezervuarët kriogjenikë, dewars dhe kutitë e ftohta etj.) Në industritë e ndarjes së ajrit, gazrave, aviacionit, elektronikës, superpërçuesit, patate të skuqura, montimi i automatizmit, ushqimi dhe Pije, farmaci, spital, biobank, gome, inxhinieri kimike e prodhimit të materialeve të reja, hekuri dhe çeliku, dhe kërkimet shkencore etj.

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