Helium là một yếu tố hóa học với biểu tượng anh ta và nguyên tử số 2. Đây là một loại khí khí quyển hiếm hoi, không màu, vô vị, vô vị, không độc hại, không thể bỏ được, chỉ hòa tan trong nước. Nồng độ helium trong khí quyển là 5,24 x 10-4 theo tỷ lệ phần trăm thể tích. Nó có các điểm sôi và nóng chảy thấp nhất của bất kỳ yếu tố nào, và chỉ tồn tại dưới dạng khí, ngoại trừ trong điều kiện cực kỳ lạnh.

Helium chủ yếu được vận chuyển như helium khí hoặc lỏng và được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân, chất bán dẫn, laser, bóng đèn, siêu dẫn, thiết bị, chất bán dẫn và quang học sợi, nghiên cứu phòng thí nghiệm MRI và R & D.

Nguồn lạnh nhiệt độ thấp

Helium được sử dụng như một chất làm mát lạnh cho các nguồn làm mát lạnh, chẳng hạn như hình ảnh cộng hưởng từ (MRI), quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), máy gia tốc hạt lượng lượng tử siêu dẫn, máy va chạm hadron lớn, interferometer (Squid) và lưu trữ năng lượng từ tính siêu dẫn (SMEs), máy phát siêu dẫn MHD, cảm biến siêu dẫn, truyền công suất, vận chuyển Maglev, máy quang phổ khối, nam châm siêu dẫn, phân tách từ trường mạnh, nam châm siêu dẫn trường cho phản ứng tổng hợp. Helium làm mát các vật liệu và nam châm siêu dẫn đông lạnh đến gần không tuyệt đối, tại thời điểm đó, điện trở của chất siêu dẫn đột nhiên giảm xuống 0. Điện trở rất thấp của chất siêu dẫn tạo ra từ trường mạnh hơn. Trong trường hợp thiết bị MRI được sử dụng trong các bệnh viện, từ trường mạnh hơn tạo ra chi tiết hơn trong hình ảnh X quang.

Helium được sử dụng như một chất làm mát siêu vì helium có các điểm nóng chảy và sôi thấp nhất, không củng cố ở áp suất khí quyển và 0 K, và helium trơ về mặt hóa học, khiến nó gần như không thể phản ứng với các chất khác. Ngoài ra, helium trở thành siêu phát dưới 2,2 kelvin. Cho đến bây giờ, tính di động cực kỳ độc đáo vẫn chưa được khai thác trong bất kỳ ứng dụng công nghiệp nào. Ở nhiệt độ dưới 17 Kelvin, không có sự thay thế cho helium như một chất làm lạnh trong nguồn gây đông lạnh.

Hàng không và phi hành gia

Helium cũng được sử dụng trong bóng bay và khí cầu. Bởi vì helium nhẹ hơn không khí, khí cầu và bóng bay chứa đầy helium. Helium có lợi thế là không có máu, mặc dù hydro nổi hơn và có tốc độ thoát thấp hơn từ màng. Một cách sử dụng thứ cấp khác là trong công nghệ tên lửa, trong đó helium được sử dụng làm môi trường mất mát để thay thế nhiên liệu và chất oxy hóa trong các bể chứa và ngưng tụ hydro và oxy để tạo ra nhiên liệu tên lửa. Nó cũng có thể được sử dụng để loại bỏ nhiên liệu và chất oxy hóa từ thiết bị hỗ trợ mặt đất trước khi ra mắt và có thể làm mát hydro lỏng trong tàu vũ trụ. Trong Saturn V Rocket được sử dụng trong chương trình Apollo, cần có khoảng 370.000 mét khối (13 triệu feet khối) để khởi chạy.

Phân tích phát hiện và phát hiện rò rỉ đường ống

Một cách sử dụng công nghiệp khác của helium là phát hiện rò rỉ. Phát hiện rò rỉ được sử dụng để phát hiện rò rỉ trong các hệ thống chứa chất lỏng và khí. Do helium khuếch tán qua chất rắn nhanh hơn ba lần so với không khí, nó được sử dụng làm khí tracer để phát hiện rò rỉ trong các thiết bị có độ lệch cao (như bể chứa lạnh) và các tàu áp suất cao. Đối tượng được đặt trong một buồng, sau đó được sơ tán và chứa đầy helium. Ngay cả ở tốc độ rò rỉ thấp tới 10-9 mbar • L / s (10-10 pa • m3 / s), helium thoát qua rò rỉ có thể được phát hiện bằng thiết bị nhạy cảm (máy quang phổ khối helium). Quy trình đo thường được tự động hóa và được gọi là kiểm tra tích hợp helium. Một phương pháp khác, đơn giản hơn là lấp đầy đối tượng được đề cập bằng helium và tìm kiếm thủ công rò rỉ bằng thiết bị cầm tay.

Helium được sử dụng để phát hiện rò rỉ vì nó là phân tử nhỏ nhất và là một phân tử đơn trị, vì vậy helium rò rỉ dễ dàng. Khí heli được lấp đầy vào vật thể trong quá trình phát hiện rò rỉ và nếu xảy ra rò rỉ, máy quang phổ khối helium sẽ có thể phát hiện vị trí của rò rỉ. Helium có thể được sử dụng để phát hiện rò rỉ trong tên lửa, bình nhiên liệu, bộ trao đổi nhiệt, dòng khí, thiết bị điện tử, ống tivi và các thành phần sản xuất khác. Phát hiện rò rỉ sử dụng helium lần đầu tiên được sử dụng trong dự án Manhattan để phát hiện rò rỉ tại các nhà máy làm giàu uranium. Phát hiện rò rỉ helium có thể được thay thế bằng hydro, nitơ hoặc hỗn hợp hydro và nitơ.

Hàn và làm việc bằng kim loại

Khí Helium được sử dụng như một loại khí bảo vệ trong hàn hồ quang và hàn hồ quang plasma vì năng lượng ion hóa cao hơn của nó so với các nguyên tử khác. Khí Helium xung quanh mối hàn ngăn kim loại oxy hóa ở trạng thái nóng chảy. Năng lượng tiềm năng ion hóa cao của helium cho phép hàn hồ quang trong huyết tương của các kim loại không giống nhau được sử dụng trong xây dựng, đóng tàu và hàng không vũ trụ, như titan, zirconium, magiê và hợp kim nhôm. Mặc dù helium trong khí che chắn có thể được thay thế bằng argon hoặc hydro, một số vật liệu (như helium titan) không thể được thay thế cho hàn hồ quang plasma. Bởi vì helium là khí duy nhất an toàn ở nhiệt độ cao.

Một trong những lĩnh vực phát triển tích cực nhất là hàn thép không gỉ. Helium là một loại khí trơ, có nghĩa là nó không trải qua bất kỳ phản ứng hóa học nào khi tiếp xúc với các chất khác. Đặc điểm này đặc biệt quan trọng trong khí bảo vệ hàn.

Helium cũng tiến hành nhiệt tốt. Đây là lý do tại sao nó thường được sử dụng trong các mối hàn nơi cần có đầu vào nhiệt cao hơn để cải thiện độ ẩm của mối hàn. Helium cũng hữu ích cho việc tăng tốc.

Helium thường được trộn với argon với số lượng khác nhau trong hỗn hợp khí bảo vệ để tận dụng tối đa các tính chất tốt của cả hai loại khí. Helium, ví dụ, hoạt động như một khí bảo vệ để giúp cung cấp các chế độ thâm nhập rộng hơn và nông hơn trong quá trình hàn. Nhưng Helium không cung cấp việc làm sạch mà Argon làm.

Do đó, các nhà sản xuất kim loại thường xem xét trộn argon với helium như là một phần của quá trình làm việc của họ. Đối với hàn hồ quang kim loại được che chắn bằng khí, helium có thể chiếm 25% đến 75% hỗn hợp khí trong hỗn hợp helium/argon. Bằng cách điều chỉnh thành phần của hỗn hợp khí bảo vệ, thợ hàn có thể ảnh hưởng đến sự phân bố nhiệt của mối hàn, từ đó ảnh hưởng đến hình dạng của mặt cắt ngang của kim loại hàn và tốc độ hàn.

Ngành công nghiệp bán dẫn điện tử

Là một loại khí trơ, helium ổn định đến mức nó hầu như không phản ứng với bất kỳ yếu tố nào khác. Thuộc tính này làm cho nó được sử dụng như một tấm chắn trong hàn hồ quang (để ngăn ngừa ô nhiễm oxy trong không khí). Helium cũng có các ứng dụng quan trọng khác, chẳng hạn như chất bán dẫn và sản xuất sợi quang. Ngoài ra, nó có thể thay thế nitơ trong lặn sâu để ngăn chặn sự hình thành bong bóng nitơ trong máu, do đó ngăn ngừa bệnh lặn.

Khối lượng bán hàng Helium toàn cầu (2016-2027)

Thị trường Helium toàn cầu đạt 1825,37 triệu đô la Mỹ vào năm 2020 và dự kiến ​​sẽ đạt tới $ 2742,04 triệu vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng hàng năm (CAGR) là 5,65% (2021-2027). Ngành công nghiệp có sự không chắc chắn lớn trong những năm tới. Dữ liệu dự báo năm 2021-2027 trong bài viết này dựa trên sự phát triển lịch sử trong vài năm qua, ý kiến ​​của các chuyên gia trong ngành và ý kiến ​​của các nhà phân tích trong bài viết này.

Ngành công nghiệp helium tập trung cao độ, có nguồn gốc từ tài nguyên thiên nhiên và có hạn chế các nhà sản xuất toàn cầu, chủ yếu ở Hoa Kỳ, Nga, Qatar và Algeria. Trong thế giới, ngành tiêu dùng tập trung ở Hoa Kỳ, Trung Quốc và Châu Âu, v.v. Hoa Kỳ có một lịch sử lâu dài và vị trí không thể lay chuyển trong ngành.

Nhiều công ty có một số nhà máy, nhưng họ thường không gần với thị trường tiêu dùng mục tiêu của họ. Do đó, sản phẩm có chi phí vận chuyển cao.

Kể từ năm năm đầu tiên, sản xuất đã phát triển rất chậm. Helium là một nguồn năng lượng không thể tái tạo và các chính sách được đưa ra tại các nước sản xuất để đảm bảo việc tiếp tục sử dụng. Một số dự đoán rằng helium sẽ hết trong tương lai.

Ngành công nghiệp có tỷ lệ nhập khẩu và xuất khẩu cao. Hầu như tất cả các quốc gia sử dụng helium, nhưng chỉ có một số ít có dự trữ helium.

Helium có một loạt các mục đích sử dụng và sẽ có sẵn trong các lĩnh vực ngày càng nhiều. Với sự khan hiếm tài nguyên thiên nhiên, nhu cầu về helium có khả năng tăng lên trong tương lai, đòi hỏi sự thay thế phù hợp. Giá helium dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng từ năm 2021 đến 2026, từ $ 13,53 / m3 (2020) lên $ 19,09 / m3 (2027).

Ngành công nghiệp bị ảnh hưởng bởi kinh tế và chính sách. Khi nền kinh tế toàn cầu hồi phục, ngày càng có nhiều người lo ngại về việc cải thiện các tiêu chuẩn môi trường, đặc biệt là ở các khu vực kém phát triển với dân số lớn và tăng trưởng kinh tế nhanh, nhu cầu về helium sẽ tăng lên.

Hiện tại, các nhà sản xuất lớn toàn cầu bao gồm Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) và Gazprom (RU), v.v. Vào năm 2020, tỷ lệ doanh số của 6 nhà sản xuất hàng đầu sẽ vượt quá 74%. Dự kiến ​​cuộc thi trong ngành sẽ trở nên khốc liệt hơn trong vài năm tới.

Thiết bị đông lạnh HL

Do sự khan hiếm của tài nguyên helium lỏng và giá tăng, điều quan trọng là phải giảm sự mất mát và thu hồi của helium lỏng trong quá trình sử dụng và vận chuyển.

Thiết bị tạo lạnh HL được thành lập vào năm 1992 là một thương hiệu liên kết với công ty thiết bị đông lạnh của HL Công ty thiết bị Cryogenic Cryogen Co., Ltd. Thiết bị tạo lạnh HL cam kết thiết kế và sản xuất hệ thống đường ống lạnh cách nhiệt cao và thiết bị hỗ trợ liên quan để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng. Ống cách nhiệt chân không và ống linh hoạt được xây dựng trong một vật liệu cách nhiệt đặc biệt của nhiều lớp chân không và nhiều lớp, và đi qua một loạt các phương pháp điều trị kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt và điều trị chân không cao, được sử dụng để chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng , argon lỏng, hydro lỏng, helium lỏng, chân khí ethylene lỏng và khí hóa lỏng.

Chuỗi sản phẩm của ống áo khoác chân không, vòi có áo khoác chân không, van có áo khoác chân không và thiết bị tách pha trong công ty thiết bị đông lạnh HL, được thông qua một loạt các phương pháp điều trị kỹ thuật cực kỳ nghiêm ngặt, được sử dụng để chuyển oxy lỏng, nitơ lỏng, chất lỏng argon, chất lỏng argon, chất lỏng, chất lỏng, chất lỏng argon, chất lỏng, chất lỏng, chất lỏng, chất lỏng hydro lỏng, helium lỏng, chân và LNG, và các sản phẩm này được phục vụ cho thiết bị đông lạnh (ví dụ: bể chứa lạnh, sương và hộp lạnh, v.v.) trong các ngành công nghiệp tách không khí, khí, hàng không, điện tử, siêu dẫn, chip, lắp ráp tự động hóa, thực phẩm & thực phẩm Đồ uống, dược phẩm, bệnh viện, biobank, cao su, kỹ thuật hóa học sản xuất vật liệu mới, sắt & thép, và nghiên cứu khoa học, v.v.

Công ty thiết bị đông lạnh HL đã trở thành nhà cung cấp/nhà cung cấp đủ điều kiện của Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani và Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), v.v.