O helio é un elemento químico co símbolo He e número atómico 2. É un gas atmosférico raro, incoloro, insípido, insípido, non tóxico, non inflamable, só lixeiramente soluble en auga. A concentración de helio na atmosfera é de 5,24 x 10-4 en porcentaxe en volume. Ten os puntos de ebulición e fusión máis baixos de calquera elemento, e só existe como gas, excepto en condicións extremadamente frías.

O helio transpórtase principalmente como helio gasoso ou líquido e utilízase en reactores nucleares, semicondutores, láseres, lámpadas, supercondutividade, instrumentación, semicondutores e fibras ópticas, crioxénica, resonancia magnética e investigación de laboratorio de I+D.

Fonte Fría de Baixa Temperatura

O helio úsase como refrixerante crioxénico para fontes de refrixeración crioxénica, como a resonancia magnética (MRI), a espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), o acelerador de partículas cuánticas supercondutores, o gran colisionador de hadróns, o interferómetro (SQUID), a resonancia de espín electrónico (ESR) e almacenamento de enerxía magnética superconductora (SMES), xeradores supercondutores MHD, sensor supercondutor, transmisión de enerxía, transporte maglev, espectrómetro de masas, imán superconductor, separadores de campo magnético forte, imáns supercondutores de campo anular para reactores de fusión e outras investigacións crioxénicas. O helio arrefría os materiais supercondutores crioxénicos e os imáns ata preto do cero absoluto, momento no que a resistencia do supercondutor de súpeto cae a cero. A moi baixa resistencia dun supercondutor crea un campo magnético máis potente. No caso dos equipos de resonancia magnética que se usan nos hospitais, os campos magnéticos máis fortes producen máis detalles nas imaxes radiográficas.

O helio utilízase como súper refrixerante porque o helio ten os puntos de fusión e ebulición máis baixos, non se solidifica a presión atmosférica e 0 K, e o helio é quimicamente inerte, polo que é case imposible reaccionar con outras substancias. Ademais, o helio vólvese superfluído por debaixo dos 2,2 Kelvin. Ata agora, a ultramobilidade única non foi explotada en ningunha aplicación industrial. A temperaturas inferiores a 17 Kelvin, non hai substituto do helio como refrixerante na fonte crioxénica.

Aeronáutica e Astronáutica

O helio tamén se usa en globos e aeronaves. Debido a que o helio é máis lixeiro que o aire, as aeronaves e os globos están cheos de helio. O helio ten a vantaxe de non ser inflamable, aínda que o hidróxeno é máis flotante e ten unha menor taxa de escape da membrana. Outro uso secundario é na tecnoloxía de foguetes, onde o helio se usa como medio de perda para desprazar combustible e oxidante nos tanques de almacenamento e condensar hidróxeno e osíxeno para fabricar combustible para foguetes. Tamén podería usarse para eliminar o combustible e o oxidante dos equipos de apoio terrestre antes do lanzamento, e podería preenfriar o hidróxeno líquido na nave espacial. No foguete Saturno V utilizado no programa Apolo, necesítanse uns 370.000 metros cúbicos (13 millóns de pés cúbicos) de helio para o lanzamento.

Detección e análise de detección de fugas en canalizacións

Outro uso industrial do helio é a detección de fugas. A detección de fugas úsase para detectar fugas en sistemas que conteñan líquidos e gases. Debido a que o helio se difunde a través dos sólidos tres veces máis rápido que o aire, úsase como gas marcador para detectar fugas en equipos de alto baleiro (como tanques crioxénicos) e recipientes de alta presión. O obxecto colócase nunha cámara, que despois é evacuada e chea de helio. Mesmo a taxas de fuga tan baixas como 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), o helio que escapa pola fuga pódese detectar mediante un dispositivo sensible (un espectrómetro de masas de helio). O procedemento de medición adoita ser automatizado e chámase proba de integración de helio. Outro método máis sinxelo é encher o obxecto en cuestión con helio e buscar manualmente as fugas mediante un dispositivo portátil.

O helio úsase para a detección de fugas porque é a molécula máis pequena e é unha molécula monoatómica, polo que o helio se escapa facilmente. O gas helio énchese no obxecto durante a detección de fugas e, se se produce unha fuga, o espectrómetro de masas de helio poderá detectar a localización da fuga. O helio pódese usar para detectar fugas en foguetes, tanques de combustible, intercambiadores de calor, liñas de gas, produtos electrónicos, tubos de TELEVISIÓN e outros compoñentes de fabricación. A detección de fugas mediante helio utilizouse por primeira vez durante o proxecto Manhattan para detectar fugas nas plantas de enriquecemento de uranio. O helio de detección de fugas pódese substituír por hidróxeno, nitróxeno ou unha mestura de hidróxeno e nitróxeno.

Soldadura e traballo do metal

O gas helio úsase como gas protector na soldadura por arco e plasma por arco debido á súa maior enerxía potencial de ionización que outros átomos. O gas helio ao redor da soldadura impide que o metal se oxide no estado fundido. A alta enerxía potencial de ionización do helio permite a soldadura por arco de plasma de metais diferentes utilizados na construción, construción naval e aeroespacial, como o titanio, o circonio, o magnesio e as aliaxes de aluminio. Aínda que o helio do gas de protección pode substituírse por argón ou hidróxeno, algúns materiais (como o helio de titanio) non se poden substituír para a soldadura por arco de plasma. Porque o helio é o único gas que é seguro a altas temperaturas.

Unha das áreas de desenvolvemento máis activas é a soldadura de aceiro inoxidable. O helio é un gas inerte, o que significa que non experimenta reaccións químicas cando se expón a outras substancias. Esta característica é especialmente importante nos gases de protección de soldadura.

O helio tamén conduce ben a calor. É por iso que úsase habitualmente en soldaduras onde se require un maior aporte de calor para mellorar a mollabilidade da soldadura. O helio tamén é útil para acelerar.

O helio adoita mesturarse con argón en cantidades variables na mestura de gases protectores para aproveitar ao máximo as boas propiedades de ambos os gases. O helio, por exemplo, actúa como un gas protector para axudar a proporcionar modos de penetración máis amplos e pouco profundos durante a soldadura. Pero o helio non proporciona a limpeza que fai o argón.

Como resultado, os fabricantes de metais adoitan considerar mesturar argón con helio como parte do seu proceso de traballo. Para a soldadura por arco metálico protexido con gas, o helio pode comprender do 25% ao 75% da mestura de gas na mestura de helio/argón. Ao axustar a composición da mestura de gas protector, o soldador pode influír na distribución da calor da soldadura, que á súa vez afecta a forma da sección transversal do metal de soldadura e a velocidade de soldadura.

Industria electrónica de semicondutores

Como gas inerte, o helio é tan estable que case non reacciona con ningún outro elemento. Esta propiedade fai que se use como escudo na soldadura por arco (para evitar a contaminación do osíxeno no aire). O helio tamén ten outras aplicacións críticas, como a fabricación de semicondutores e fibra óptica. Ademais, pode substituír o nitróxeno no mergullo profundo para evitar a formación de burbullas de nitróxeno no torrente sanguíneo, evitando así a enfermidade do mergullo.

Volume de vendas globais de helio (2016-2027)

O mercado mundial de helio alcanzounos 1.825,37 millóns de dólares en 2020 e espérase que alcance os 2.742,04 millóns de dólares en 2027, cunha taxa de crecemento anual composta (CAGR) do 5,65% (2021-2027). O sector ten unha gran incerteza nos próximos anos. Os datos de previsión para 2021-2027 neste documento baséanse no desenvolvemento histórico dos últimos anos, as opinións de expertos do sector e as opinións dos analistas deste documento.

A industria do helio está moi concentrada, procede de recursos naturais e ten limitados fabricantes globais, principalmente nos Estados Unidos, Rusia, Qatar e Alxeria. No mundo, o sector de consumo concéntrase en Estados Unidos, China e Europa, etc. Os Estados Unidos teñen unha longa historia e unha posición inquebrantable na industria.

Moitas empresas teñen varias fábricas, pero normalmente non están preto dos seus mercados de consumo obxectivo. Polo tanto, o produto ten un alto custo de transporte.

Desde os primeiros cinco anos, a produción creceu moi lentamente. O helio é unha fonte de enerxía non renovable e existen políticas en vigor nos países produtores para garantir o seu uso continuado. Algúns prevén que o helio esgotarase no futuro.

A industria ten unha alta proporción de importacións e exportacións. Case todos os países usan helio, pero só algúns teñen reservas de helio.

O helio ten unha ampla gama de usos e estará dispoñible en cada vez máis campos. Dada a escaseza de recursos naturais, é probable que a demanda de helio aumente no futuro, requirindo alternativas axeitadas. Espérase que os prezos do helio sigan aumentando de 2021 a 2026, pasando de 13,53 $/m3 (2020) a 19,09 $/m3 (2027).

A industria está afectada pola economía e a política. A medida que a economía global se recupera, cada vez máis persoas están preocupadas por mellorar os estándares ambientais, especialmente nas rexións subdesenvolvidas con gran poboación e rápido crecemento económico, a demanda de helio aumentará.

Actualmente, os principais fabricantes mundiais inclúen Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) e Gazprom (Ru), etc. En 2020, a cota de vendas dos 6 principais fabricantes superará o 74%. Espérase que a competencia na industria sexa máis intensa nos próximos anos.

Equipos criogénicos HL

Debido á escaseza de recursos de helio líquido e ao aumento do prezo, é importante reducir a perda e recuperación de helio líquido no seu proceso de uso e transporte.

HL Cryogenic Equipment, que foi fundada en 1992, é unha marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment comprométese co deseño e fabricación do sistema de tuberías crioxénicas illadas ao baleiro alto e os equipos de apoio relacionados para satisfacer as diversas necesidades dos clientes. O tubo illado ao baleiro e a mangueira flexible constrúense nun baleiro alto e con materiais illados especiais multicapa de varias capas e pasan por unha serie de tratamentos técnicos extremadamente estritos e tratamentos de alto baleiro, que se usan para transferir osíxeno líquido, nitróxeno líquido. , argón líquido, hidróxeno líquido, helio líquido, gas etileno licuado LEG e gas natural licuado GNL.

A serie de produtos de tubo con revestimento de baleiro, mangueira de revestimento de baleiro, válvula de revestimento de baleiro e separador de fase en HL Cryogenic Equipment Company, que pasou por unha serie de tratamentos técnicos extremadamente estritos, úsanse para transferir osíxeno líquido, nitróxeno líquido, argón líquido, hidróxeno líquido, helio líquido, LEG e GNL, e estes produtos son reparados para equipos crioxénicos (por exemplo, tanques crioxénicos, dewars e caixas frigoríficas, etc.) en industrias de separación de aire, gases, aviación, electrónica, supercondutores, chips, montaxes de automatización, alimentos e bebidas, farmacia, hospital, biobanco, caucho, fabricación de novos materiais, enxeñaría química, ferro e aceiro, investigación científica, etc.

HL Cryogenic Equipment Company converteuse no provedor/provedor cualificado de Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani e Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), etc.