El helio es un elemento químico con el símbolo que él y el número atómico 2. Es un gas atmosférico raro, incoloro, insípido, insípido, no tóxico, no inflamable, solo ligeramente soluble en agua. La concentración de helio en la atmósfera es de 5.24 x 10-4 por porcentaje de volumen. Tiene los puntos más bajos de ebullición y fusión de cualquier elemento, y existe solo como gas, excepto en condiciones extremadamente frías.

El helio se transporta principalmente como helio gaseoso o líquido y se usa en reactores nucleares, semiconductores, láseres, bombillas, superconductividad, instrumentación, semiconductores y fibra óptica, investigación de laboratorio criogénico, MRI e INV.

La fuente de frío a baja temperatura

El helio se usa como refrigerante criogénico para fuentes de enfriamiento criogénico, como la resonancia magnética (MRI), la espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), el acelerador superconductor de partículas cuánticas, el gran colider de hadrones, interferómetro (SED), resonancia de giro de electrones (ESR) (ESR) y el almacenamiento de energía magnética superconductor (PYME), generadores superconductores de MHD, sensor superconductor, transmisión de energía, transporte de maglev, espectrómetro de masas, imán superconductor, separadores de campo magnético fuertes, imanes superconductores de campo anular para reactores de fusión y otras investigaciones criogénicas. Helium enfría materiales e imanes superconductores criogénicos a cero casi absoluto, en el cual la resistencia del superconductor de repente cae a cero. La muy baja resistencia de un superconductor crea un campo magnético más potente. En el caso de los equipos de resonancia magnética utilizados en los hospitales, los campos magnéticos más fuertes producen más detalles en imágenes radiográficas.

El helio se usa como súper refrigerante porque el helio tiene los puntos de fusión y ebullición más bajos, no se solidifica a la presión atmosférica y 0 K, y el helio es químicamente inerte, lo que hace que sea casi imposible reaccionar con otras sustancias. Además, Helium se vuelve superfluido por debajo de 2.2 Kelvin. Hasta ahora, la ultra-mobilidad única no se ha explotado en ninguna aplicación industrial. A temperaturas inferiores a 17 Kelvin, no hay sustituto del helio como refrigerante en la fuente criogénica.

Aeronáutica y astronautica

Helium también se usa en globos y aeronaves. Debido a que el helio es más ligero que el aire, las aeronaves y los globos están llenos de helio. Helium tiene la ventaja de no ser inflamable, aunque el hidrógeno es más flotante y tiene una tasa de escape más baja de la membrana. Otro uso secundario es en la tecnología de cohetes, donde el helio se usa como medio de pérdida para desplazar el combustible y el oxidante en tanques de almacenamiento y condensar hidrógeno y oxígeno para hacer combustible de cohetes. También podría usarse para eliminar el combustible y el oxidante de los equipos de soporte de tierra antes del lanzamiento, y podría prepararse previamente en hidrógeno líquido en la nave espacial. En el cohete de Saturno V utilizado en el programa Apollo, se necesitaban unos 370,000 metros cúbicos (13 millones de pies cúbicos) de helio.

Análisis de detección y detección de fugas de tuberías

Otro uso industrial del helio es la detección de fugas. La detección de fugas se usa para detectar fugas en sistemas que contienen líquidos y gases. Debido a que el helio se difunde a través de sólidos tres veces más rápido que el aire, se usa como un gas trazador para detectar fugas en equipos de alto espacio (como tanques criogénicos) y recipientes de alta presión. El objeto se coloca en una cámara, que luego se evacúa y se llena de helio. Incluso a tasas de fuga tan bajas como 10-9 Mbar • L / S (10-10 PA • M3 / s), el helio que se escapan a través de la fuga puede detectarse mediante un dispositivo sensible (un espectrómetro de masas de helio). El procedimiento de medición generalmente se automatiza y se llama prueba de integración de helio. Otro método más simple es llenar el objeto en cuestión con helio y buscar manualmente fugas utilizando un dispositivo portátil.

El helio se usa para la detección de fugas porque es la molécula más pequeña y es una molécula monatómica, por lo que el helio se filtra fácilmente. El gas de helio se llena en el objeto durante la detección de fugas, y si se produce una fuga, el espectrómetro de masas de helio podrá detectar la ubicación de la fuga. El helio se puede usar para detectar fugas en cohetes, tanques de combustible, intercambiadores de calor, líneas de gas, electrónica, tubos de televisión y otros componentes de fabricación. La detección de fugas usando helio se usó por primera vez durante el proyecto de Manhattan para detectar fugas en las plantas de enriquecimiento de uranio. El helio de detección de fugas se puede reemplazar con hidrógeno, nitrógeno o una mezcla de hidrógeno y nitrógeno.

Soldadura y trabajo de metal

El gas de helio se usa como un gas protector en la soldadura por arco y la soldadura por arco de plasma debido a su mayor energía potencial de ionización que otros átomos. El gas de helio alrededor de la soldadura evita que el metal oxiden en el estado fundido. La energía potencial de alta ionización del helio permite la soldadura por arco en plasma de metales diferentes utilizados en la construcción, construcción naval y aeroespacial, como titanio, circonio, magnesio y aleaciones de aluminio. Aunque el helio en el gas de blindaje puede ser reemplazado por argón o hidrógeno, algunos materiales (como el titanio helio) no pueden reemplazarse para la soldadura por arco de plasma. Porque el helio es el único gas que es seguro a altas temperaturas.

Una de las áreas de desarrollo más activas es la soldadura de acero inoxidable. El helio es un gas inerte, lo que significa que no experimenta reacciones químicas cuando se expone a otras sustancias. Esta característica es particularmente importante en los gases de protección de soldadura.

El helio también realiza bien el calor. Es por eso que se usa comúnmente en soldaduras donde se requiere una mayor entrada de calor para mejorar la humectabilidad de la soldadura. El helio también es útil para el exceso de velocidad.

El helio generalmente se mezcla con argón en cantidades variables en la mezcla de gas protector para aprovechar al máximo las buenas propiedades de ambos gases. Helium, por ejemplo, actúa como un gas protector para ayudar a proporcionar modos de penetración más amplios y menos profundos durante la soldadura. Pero Helium no proporciona la limpieza que hace Argón.

Como resultado, los fabricantes de metales a menudo consideran mezclar el argón con el helio como parte de su proceso de trabajo. Para la soldadura de arco de metal blindada por gas, el helio puede comprender del 25% al ​​75% de la mezcla de gas en la mezcla de helio/argón. Al ajustar la composición de la mezcla de gas protectora, el soldador puede influir en la distribución de calor de la soldadura, lo que a su vez afecta la forma de la sección transversal del metal de soldadura y la velocidad de soldadura.

Industria de semiconductores electrónicos

Como gas inerte, el helio es tan estable que apenas reacciona con ningún otro elemento. Esta propiedad hace que se use como un escudo en la soldadura de arco (para evitar la contaminación de oxígeno en el aire). Helium también tiene otras aplicaciones críticas, como semiconductores y fabricación de fibras ópticas. Además, puede reemplazar el nitrógeno en el buceo profundo para evitar la formación de burbujas de nitrógeno en el torrente sanguíneo, evitando así la enfermedad del buceo.

Volumen de ventas de helio global (2016-2027)

El mercado global de helio alcanzó los US $ 1825.37 millones en 2020 y se espera que alcance los US $ 2742.04 millones en 2027, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 5.65% (2021-2027). La industria tiene gran incertidumbre en los próximos años. Los datos de pronóstico para 2021-2027 en este documento se basan en el desarrollo histórico de los últimos años, las opiniones de los expertos de la industria y las opiniones de los analistas en este documento.

La industria del helio está altamente concentrada, de recursos naturales y tiene fabricantes globales limitados, principalmente en los Estados Unidos, Rusia, Qatar y Argelia. En el mundo, el sector del consumidor se concentra en los Estados Unidos, China y Europa, etc. Estados Unidos tiene una larga historia y una posición inquebrantable en la industria.

Muchas compañías tienen varias fábricas, pero generalmente no están cerca de sus mercados de consumo objetivo. Por lo tanto, el producto tiene un alto costo de transporte.

Desde los primeros cinco años, la producción ha crecido muy lentamente. Helium es una fuente de energía no renovable, y están en su lugar en los países productores para garantizar su uso continuo. Algunos predicen que Helium se acabará en el futuro.

La industria tiene una alta proporción de importaciones y exportaciones. Casi todos los países usan helio, pero solo unos pocos tienen reservas de helio.

Helium tiene una amplia gama de usos y estará disponible en más y más campos. Dada la escasez de recursos naturales, es probable que la demanda de helio aumente en el futuro, que requiere alternativas apropiadas. Se espera que los precios del helio continúen aumentando de 2021 a 2026, de $ 13.53 / m3 (2020) a $ 19.09 / m3 (2027).

La industria se ve afectada por la economía y la política. A medida que la economía global se recupera, cada vez más personas están preocupadas por mejorar los estándares ambientales, especialmente en regiones subdesarrolladas con grandes poblaciones y un rápido crecimiento económico, la demanda de helio aumentará.

En la actualidad, los principales fabricantes mundiales incluyen Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) y Gazprom (RU), etc. En 2020, la participación de ventas de los 6 principales fabricantes superará el 74%. Se espera que la competencia en la industria se vuelva más intensa en los próximos años.

Equipo criogénico HL

Debido a la escasez de recursos de helio líquido y al aumento del precio, es importante reducir la pérdida y la recuperación del helio líquido en su proceso de uso y transporte.

El equipo criogénico HL que se fundó en 1992 es una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. El equipo criogénico HL está comprometido con el diseño y la fabricación del sistema de tuberías criogénicas aisladas de alto vacío y los equipos de apoyo relacionados para satisfacer las diversas necesidades de los clientes. La tubería aislada de vacío y la manguera flexible se construyen en un alto vacío y al alto vacío y al alto vacío de materiales con aislamiento múltiple, y pasa a través de una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos y tratamiento de alto vacío, que se utiliza para la transferencia de oxígeno líquido, nitrógeno líquido. , argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, pierna de gas de etileno licuado y gaseoso de naturaleza licuada.

La serie de productos de la tubería con camisa de vacío, la manguera con asco, la válvula con camisa de vacío y el separador de fases en la compañía de equipos criogénicos HL, que pasó a través de una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos, se utilizan para la transferencia de oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argon líquido, Hidrógeno líquido, helio líquido, piernas y GNL, y estos productos son atendidos para equipos criogénicos (por ejemplo, tanques criogénicos, rociadores y cajas frías, etc.) en las industrias de separación de aire, gases, aviación, electrónica, superconductores, chips, ensamblaje de automatización, alimentos y alimentos y Bebida, farmacia, hospital, biobanco, caucho, nueva ingeniería química de fabricación de materiales, hierro y acero e investigación científica, etc.

HL Cryogenic Equipment Company se ha convertido en el proveedor/proveedor calificado de Linde, Liquide Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani y Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), etc.