Heliumo estas kemia elemento kun la simbolo He kaj atomnumero 2. Ĝi estas malofta atmosfera gaso, senkolora, sengusta, sengusta, netoksa, nebrulema, nur iomete solvebla en akvo. La heliumkoncentriĝo en la atmosfero estas 5,24 x 10-4 laŭ volumena procento. Ĝi havas la plej malaltajn bolpunktojn kaj fandopunktojn el ĉiuj elementoj, kaj ekzistas nur kiel gaso, krom sub ekstreme malvarmaj kondiĉoj.

Heliumo estas ĉefe transportata kiel gasa aŭ likva heliumo kaj estas uzata en nukleaj reaktoroj, duonkonduktaĵoj, laseroj, ampoloj, superkonduktiveco, instrumentado, duonkonduktaĵoj kaj fibrooptiko, kriogeniko, MR kaj R&D laboratoria esplorado.

La Malvarma Fonto de Malalta Temperaturo

Heliumo estas uzata kiel kriogena fridigaĵo por kriogenaj malvarmigaj fontoj, kiel ekzemple magneta resonanca bildigo (MRB), nuklea magneta resonanca (NMR) spektroskopio, superkondukta kvantuma partikla akcelilo, la granda hadrona koliziigilo, interferometro (SQUID), elektrona spina resonanco (ESR) kaj superkondukta magneta energiakumulilo (SMES), MHD-superkonduktaj generatoroj, superkonduktaj sensiloj, potencotransdono, magleva transporto, masspektrometro, superkondukta magneto, fortaj magnetkampaj apartigiloj, ringoformaj kampaj superkonduktaj magnetoj por fuziaj reaktoroj kaj alia kriogena esplorado. Heliumo malvarmigas kriogenajn superkonduktajn materialojn kaj magnetojn ĝis preskaŭ absoluta nulo, ĉe kiu punkto la rezisto de la superkondukanto subite falas al nulo. La tre malalta rezisto de superkondukanto kreas pli potencan magnetan kampon. En la kazo de MR-ekipaĵo uzata en hospitaloj, pli fortaj magnetaj kampoj produktas pli da detaloj en radiografiaj bildoj.

Heliumo estas uzata kiel superfridigaĵo ĉar heliumo havas la plej malaltajn fando- kaj bolpunktojn, ne solidiĝas je atmosfera premo kaj 0 K, kaj heliumo estas kemie inerta, kio faras ĝin preskaŭ neebla reagi kun aliaj substancoj. Krome, heliumo fariĝas superfluida sub 2,2 Kelvinoj. Ĝis nun, la unika ultra-movebleco ne estis ekspluatita en iu ajn industria apliko. Je temperaturoj sub 17 Kelvinoj, ne ekzistas anstataŭaĵo por heliumo kiel fridigaĵo en la kriogena fonto.

Aeronaŭtiko kaj Astronaŭtiko

Heliumo ankaŭ estas uzata en balonoj kaj aerŝipoj. Ĉar heliumo estas pli malpeza ol aero, aerŝipoj kaj balonoj estas plenigitaj per heliumo. Heliumo havas la avantaĝon esti nebrulema, kvankam hidrogeno estas pli flosema kaj havas pli malaltan eskapoftecon el la membrano. Alia sekundara uzo estas en raketa teknologio, kie heliumo estas uzata kiel perdmedio por delokigi fuelon kaj oksidigilon en stokujoj kaj kondensi hidrogenon kaj oksigenon por fari raketan fuelon. Ĝi ankaŭ povus esti uzata por forigi fuelon kaj oksidigilon de grunda subtena ekipaĵo antaŭ lanĉo, kaj povus antaŭmalvarmigi likvan hidrogenon en la kosmoŝipo. En la raketo Saturn V uzita en la programo Apollo, ĉirkaŭ 370 000 kubaj metroj (13 milionoj da kubaj futoj) da heliumo estis bezonataj por lanĉi.

Detekto kaj Analizo de Detektaj Likoj de Duktoj

Alia industria uzo de heliumo estas likdetekto. Likdetekto estas uzata por detekti likojn en sistemoj enhavantaj likvaĵojn kaj gasojn. Ĉar heliumo difuziĝas tra solidoj tri fojojn pli rapide ol aero, ĝi estas uzata kiel spurgaso por detekti likojn en alt-vakua ekipaĵo (kiel ekzemple kriogenaj tankoj) kaj altpremaj ujoj. La objekto estas metita en ĉambron, kiu poste estas vakuigita kaj plenigita per heliumo. Eĉ ĉe likkvotoj tiel malaltaj kiel 10⁻⁹ mbar•L/s (10⁻⁹ Pa•m³/s), heliumo eskapanta tra la liko povas esti detektita per sentema aparato (heliuma masspektrometro). La mezurproceduro estas kutime aŭtomatigita kaj nomiĝas la heliuma integriĝtesto. Alia, pli simpla metodo estas plenigi la koncernan objekton per heliumo kaj permane serĉi likojn uzante porteblan aparaton.

Heliumo estas uzata por detekti likojn ĉar ĝi estas la plej malgranda molekulo kaj estas monatomika molekulo, do heliumo facile likas. Heliumgaso estas plenigita en la objekton dum likdetekto, kaj se liko okazas, la heliuma masspektrometro povos detekti la lokon de la liko. Heliumo povas esti uzata por detekti likojn en raketoj, benzinujoj, varmointerŝanĝiloj, gaslinioj, elektroniko, televidtuboj kaj aliaj fabrikadaj komponantoj. Likdetekto uzante heliumon unue estis uzata dum la Manhattan-projekto por detekti likojn ĉe uraniriĉigaj instalaĵoj. Heliumo por detekti likojn povas esti anstataŭigita per hidrogeno, nitrogeno aŭ miksaĵo de hidrogeno kaj nitrogeno.

Veldado kaj Metalprilaborado

Heliumgaso estas uzata kiel protekta gaso en arkveldado kaj plasma arkveldado pro sia pli alta joniga potenciala energio ol aliaj atomoj. Heliumgaso ĉirkaŭ la veldo malhelpas la metalon oksidiĝi en la fandita stato. La alta joniga potenciala energio de heliumo permesas plasmarkan veldadon de malsamaj metaloj uzataj en konstruado, ŝipkonstruado kaj aerspaca industrio, kiel ekzemple titanio, zirkonio, magnezio kaj aluminio-alojoj. Kvankam la heliumo en la ŝirma gaso povas esti anstataŭigita per argono aŭ hidrogeno, iuj materialoj (kiel titanio-heliumo) ne povas esti anstataŭigitaj por plasma arkveldado. Ĉar heliumo estas la sola gaso, kiu estas sendanĝera je altaj temperaturoj.

Unu el la plej aktivaj evoluigaj kampoj estas veldado per rustorezista ŝtalo. Heliumo estas inerta gaso, kio signifas, ke ĝi ne spertas kemiajn reakciojn kiam eksponita al aliaj substancoj. Ĉi tiu karakterizaĵo estas aparte grava en veldaj protektaj gasoj.

Heliumo ankaŭ bone konduktas varmon. Tial ĝi estas ofte uzata en veldsuturoj kie pli alta varmoenigo estas necesa por plibonigi la malsekeblecon de la veldsuturo. Heliumo ankaŭ utilas por rapidigo.

Heliumo kutime miksiĝas kun argono en diversaj kvantoj en la protekta gasmiksaĵo por plene utiligi la bonajn ecojn de ambaŭ gasoj. Heliumo, ekzemple, agas kiel protekta gaso por helpi provizi pli larĝajn kaj pli malprofundajn penetromanierojn dum veldado. Sed heliumo ne provizas la purigadon, kiun argono faras.

Rezulte, metalfabrikistoj ofte konsideras miksi argonon kun heliumo kiel parton de sia laborprocezo. Por gasŝirmita metala arkveldado, heliumo povas konsisti el 25% ĝis 75% de la gasmiksaĵo en la heliumo/argona miksaĵo. Per adaptado de la konsisto de la protekta gasmiksaĵo, la veldisto povas influi la varmodistribuon de la veldsuturo, kiu siavice influas la formon de la transversa sekco de la veldmetalo kaj la veldrapidecon.

Elektronika Semikonduktaĵa Industrio

Kiel inerta gaso, heliumo estas tiel stabila, ke ĝi apenaŭ reagas kun aliaj elementoj. Ĉi tiu eco igas ĝin uzata kiel ŝildo en arkveldado (por malhelpi poluadon de oksigeno en la aero). Heliumo ankaŭ havas aliajn kritikajn aplikojn, kiel ekzemple duonkonduktaĵoj kaj fabrikado de optikaj fibroj. Krome, ĝi povas anstataŭigi nitrogenon en profunda plonĝado por malhelpi la formadon de nitrogenaj vezikoj en la sangocirkulado, tiel preventante plonĝmalsanon.

Tutmonda Vendokvanto de Heliumo (2016-2027)

La tutmonda merkato por heliumo atingis 1825.37 milionojn da usonaj dolaroj en 2020 kaj oni atendas, ke ĝi atingos 2742.04 milionojn da usonaj dolaroj en 2027, kun jara kreskorapideco (CAGR) de 5.65% (2021-2027). La industrio havas grandan necertecon en la venontaj jaroj. La prognozaj datumoj por 2021-2027 en ĉi tiu artikolo baziĝas sur la historia evoluo de la pasintaj kelkaj jaroj, la opinioj de industriaj fakuloj kaj la opinioj de analizistoj en ĉi tiu artikolo.

La heliuma industrio estas tre koncentrita, fontas el naturaj rimedoj, kaj havas limigitajn tutmondajn produktantojn, ĉefe en Usono, Rusio, Kataro kaj Alĝerio. En la mondo, la konsumanta sektoro koncentriĝas en Usono, Ĉinio, Eŭropo kaj tiel plu. Usono havas longan historion kaj neŝanĝeblan pozicion en la industrio.

Multaj kompanioj havas plurajn fabrikojn, sed ili kutime ne estas proksimaj al siaj celaj konsumantaj merkatoj. Tial, la produkto havas altajn transportkostojn.

Ekde la unuaj kvin jaroj, la produktado kreskis tre malrapide. Heliumo estas nerenovigebla energifonto, kaj ekzistas politikoj en produktantaj landoj por certigi ĝian daŭran uzon. Kelkaj antaŭdiras, ke heliumo elĉerpiĝos en la estonteco.

La industrio havas altan proporcion de importado kaj eksportado. Preskaŭ ĉiuj landoj uzas heliumon, sed nur kelkaj havas heliumajn rezervojn.

Heliumo havas vastan gamon da uzoj kaj estos havebla en pli kaj pli da kampoj. Konsiderante la malabundecon de naturaj rimedoj, la postulo je heliumo verŝajne pliiĝos en la estonteco, postulante taŭgajn alternativojn. Oni atendas, ke la prezoj de heliumo daŭre altiĝos de 2021 ĝis 2026, de 13,53 USD / m³ (2020) ĝis 19,09 USD / m³ (2027).

La industrion influas ekonomiko kaj politiko. Dum la tutmonda ekonomio resaniĝas, pli kaj pli da homoj zorgas pri plibonigo de mediaj normoj, precipe en subevoluintaj regionoj kun grandaj loĝantaroj kaj rapida ekonomia kresko, la postulo je heliumo pliiĝos.

Nuntempe, gravaj tutmondaj fabrikantoj inkluzivas Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) kaj Gazprom (Ru), ktp. En 2020, la vendoparto de la 6 plej grandaj fabrikantoj superos 74%. Oni atendas, ke la konkurenco en la industrio fariĝos pli intensa en la venontaj jaroj.

HL Kriogena Ekipaĵo

Pro la malabundeco de likva heliumaj resursoj kaj la altiĝanta prezo, gravas redukti la perdon kaj reakiron de likva heliumo en ĝia uzado kaj transportado.

HL Cryogenic Equipment, fondita en 1992, estas marko aligita al HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. HL Cryogenic Equipment dediĉas sin al la projektado kaj fabrikado de altvakue izolitaj kriogenaj tubaraj sistemoj kaj rilataj subtenaj ekipaĵoj por kontentigi la diversajn bezonojn de klientoj. La vakue izolitaj tuboj kaj flekseblaj hosoj estas konstruitaj el altvakuaj kaj plurtavolaj plurkranaj specialaj izolitaj materialoj, kaj trapasas serion da ekstreme striktaj teknikaj traktadoj kaj altvakua traktado, kiu estas uzata por translokigo de likva oksigeno, likva nitrogeno, likva argono, likva hidrogeno, likva heliumo, likvigita etilena gaso LEG kaj likvigita natura gaso LNG.

La produkta serio de Vakue Jakumita Tubo, Vakue Jakumita Hoso, Vakue Jakumita Valvo, kaj Faza Apartigilo en HL Cryogenic Equipment Company, kiu trapasis serion da ekstreme striktaj teknikaj traktadoj, estas uzata por translokigo de likva oksigeno, likva nitrogeno, likva argono, likva hidrogeno, likva heliumo, LEG kaj LNG, kaj ĉi tiuj produktoj estas servataj por kriogena ekipaĵo (ekz. kriogenaj tankoj, dewar-ujoj kaj malvarmujoj ktp.) en industrioj de aera apartigo, gasoj, aviado, elektroniko, superkondukanto, ĉipoj, aŭtomatiga muntado, manĝaĵoj kaj trinkaĵoj, apoteko, hospitalo, biobanko, kaŭĉuko, fabrikado de novaj materialoj, kemia inĝenierarto, fero kaj ŝtalo, kaj scienca esplorado ktp.

HL Cryogenic Equipment Company fariĝis la kvalifikita provizanto/vendisto de Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, kaj Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) ktp.