El helio es un elemento químico con el símbolo He 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 de ebullición y fusión más bajos de todos los elementos y existe solo como gas, excepto en condiciones de frío extremo.

El helio se transporta principalmente como helio gaseoso o líquido y se utiliza en reactores nucleares, semiconductores, láseres, bombillas, superconductividad, instrumentación, semiconductores y fibra óptica, criogénico, IRM e investigación de laboratorio de I+D.

La fuente de frío de baja temperatura

El helio se utiliza como refrigerante criogénico para fuentes de enfriamiento criogénico, como imágenes por resonancia magnética (MRI), espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR), acelerador de partículas cuánticas superconductoras, gran colisionador de hadrones, interferómetro (SQUID), resonancia de espín de electrones (ESR) y almacenamiento de energía magnética superconductora (SMES), generadores superconductores MHD, sensor superconductor, transmisión de energía, transporte maglev, espectrómetro de masas, imán superconductor, separadores de campo magnético fuerte, imanes superconductores de campo anular para reactores de fusión y otras investigaciones criogénicas.El helio enfría los imanes y los materiales superconductores criogénicos hasta casi el cero absoluto, momento en el que la resistencia del superconductor cae repentinamente a cero.La muy baja resistencia de un superconductor crea un campo magnético más poderoso.En el caso de los equipos de resonancia magnética utilizados en hospitales, los campos magnéticos más intensos producen más detalles en las imágenes radiográficas.

El helio se utiliza como superrefrigerante porque tiene los puntos de fusión y ebullición más bajos, no se solidifica a presión atmosférica y 0 K, y es químicamente inerte, por lo que es casi imposible que reaccione con otras sustancias.Además, el helio se vuelve superfluido por debajo de 2,2 Kelvin.Hasta ahora, la ultramovilidad única no se ha explotado en ninguna aplicación industrial.A temperaturas inferiores a 17 Kelvin, no hay sustituto para el helio como refrigerante en la fuente criogénica.

Aeronáutica y Astronáutica

El helio también se usa en globos y dirigibles.Debido a que el helio es más ligero que el aire, los dirigibles y los globos se llenan de helio.El helio tiene la ventaja de no ser inflamable, aunque el hidrógeno es más flotante y tiene una menor tasa de escape 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 los tanques de almacenamiento y condensar el hidrógeno y el oxígeno para producir combustible para cohetes.También podría usarse para eliminar el combustible y el oxidante del equipo de apoyo en tierra antes del lanzamiento, y podría preenfriar el hidrógeno líquido en la nave espacial.En el cohete Saturno V utilizado en el programa Apolo, se necesitaban unos 370.000 metros cúbicos (13 millones de pies cúbicos) de helio para su lanzamiento.

Detección de fugas en tuberías y análisis de detección

Otro uso industrial del helio es la detección de fugas.La detección de fugas se utiliza para detectar fugas en sistemas que contienen líquidos y gases.Debido a que el helio se difunde a través de los sólidos tres veces más rápido que el aire, se usa como gas trazador para detectar fugas en equipos de alto vacío (como tanques criogénicos) y recipientes de alta presión.El objeto se coloca en una cámara, que luego se vacía y se llena con helio.Incluso a tasas de fuga tan bajas como 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s), un dispositivo sensible (un espectrómetro de masas de helio) puede detectar el escape de helio a través de la fuga.El procedimiento de medición suele estar automatizado y se denomina prueba de integración de helio.Otro método más simple es llenar el objeto en cuestión con helio y buscar manualmente las fugas con un dispositivo portátil.

El helio se usa para la detección de fugas porque es la molécula más pequeña y es una molécula monoatómica, por lo que el helio se filtra fácilmente.El gas helio se introduce 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 con helio se utilizó por primera vez durante el proyecto 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 Metalurgia

El gas helio se utiliza como gas protector en la soldadura por arco y soldadura por arco de plasma debido a su mayor energía potencial de ionización que otros átomos.El gas helio alrededor de la soldadura evita que el metal se oxide en estado fundido.La alta energía potencial de ionización del helio permite la soldadura por arco de plasma de metales disímiles utilizados en la construcción, la construcción naval y la industria aeroespacial, como el titanio, el circonio, el magnesio y las aleaciones de aluminio.Aunque el helio en el gas de protección se puede reemplazar por argón o hidrógeno, algunos materiales (como el helio de titanio) no se pueden reemplazar para la soldadura por arco de plasma.Porque el helio es el único gas 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 sufre ninguna reacción química cuando se expone a otras sustancias.Esta característica es particularmente importante en los gases de protección para soldadura.

El helio también conduce bien el calor.Esta es la razón por la 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 acelerar.

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

Como resultado, los fabricantes de metales a menudo consideran mezclar argón con helio como parte de su proceso de trabajo.Para la soldadura por arco de metal protegido con gas, el helio puede constituir del 25 % al 75 % de la mezcla de gases en la mezcla de helio/argón.Al ajustar la composición de la mezcla de gas protector, el soldador puede influir en la distribución del 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 otros elementos.Esta propiedad hace que se utilice como escudo en la soldadura por arco (para evitar la contaminación del oxígeno en el aire).El helio también tiene otras aplicaciones críticas, como la fabricación de semiconductores y fibra óptica.Además, puede reemplazar el nitrógeno en el buceo profundo para evitar la formación de burbujas de nitrógeno en el torrente sanguíneo, evitando así el mareo por buceo.

Volumen de ventas global de helio (2016-2027)

El mercado global de helio alcanzó los $1825,37 millones en 2020 y se espera que alcance los $2742,04 millones de dólares en 2027, con una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 5,65 % (2021-2027).La industria tiene una 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 muy concentrada, se obtiene de recursos naturales y tiene fabricantes globales limitados, principalmente en los Estados Unidos, Rusia, Qatar y Argelia.En el mundo, el sector de consumo se concentra en los Estados Unidos, China y Europa y así sucesivamente.Estados Unidos tiene una larga historia y una posición inquebrantable en la industria.

Muchas empresas tienen varias fábricas, pero por lo general 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.El helio es una fuente de energía no renovable y existen políticas en los países productores para garantizar su uso continuado.Algunos predicen que el helio se agotará 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.

El helio 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, lo que requerirá 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, más y más personas se preocupan por mejorar los estándares ambientales, especialmente en regiones subdesarrolladas con grandes poblaciones y 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 cuota 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 recuperación de helio líquido en su proceso de uso y transporte.

HL Cryogenic Equipment, fundada en 1992, es una marca afiliada a HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.HL Cryogenic Equipment está comprometido con el diseño y la fabricación del sistema de tuberías criogénicas aisladas de alto vacío y el equipo de soporte relacionado para satisfacer las diversas necesidades de los clientes.La tubería aislada al vacío y la manguera flexible están construidas con materiales aislados especiales de alto vacío y multicapa y multipantalla, y pasan por una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos y un tratamiento de alto vacío, que se utiliza para transferir oxígeno líquido, nitrógeno líquido , argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, gas etileno licuado LEG y gas natural licuado LNG.

La serie de productos de tubería con camisa de vacío, manguera con camisa de vacío, válvula con camisa de vacío y separador de fase en HL Cryogenic Equipment Company, que pasaron por una serie de tratamientos técnicos extremadamente estrictos, se utilizan para transferir oxígeno líquido, nitrógeno líquido, argón líquido, hidrógeno líquido, helio líquido, LEG y LNG, y estos productos se utilizan para equipos criogénicos (p. ej., tanques criogénicos, dewars y cajas frías, etc.) en industrias de separación de aire, gases, aviación, electrónica, superconductores, chips, ensamblaje de automatización, alimentos y bebidas, farmacia, hospital, biobanco, caucho, fabricación de nuevos materiales, ingeniería química, hierro y acero, investigación científica, etc.

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