O hélio é um elemento químico com o símbolo que ele e o número atômico 2. É um gás atmosférico raro, incolor, insignificante, insignificante, não tóxico, não inflamável, apenas levemente solúvel em água. A concentração de hélio na atmosfera é de 5,24 x 10-4 em porcentagem de volume. Possui os pontos mais baixos de fervura e fusão de qualquer elemento e existe apenas como um gás, exceto em condições extremamente frias.

O hélio é transportado principalmente como hélio gasoso ou líquido e é usado em reatores nucleares, semicondutores, lasers, lâmpadas, supercondutividade, instrumentação, semicondutores e fibra óptica, pesquisa criogênica, ressonância magnética e P&D.

A fonte de frio de baixa temperatura

O hélio é usado como um líquido de arrefecimento criogênico para fontes de resfriamento criogênico, como ressonância magnética (ressonância magnética), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), acelerador de partículas quânticas supercondutor, o grande collider, interferômetro (squid), ressonância de spinagem de elétrons (ESR) e armazenamento de energia magnética supercondutora (PMEs), geradores de supercondutor de MHD, sensor supercondutor, transmissão de energia, transporte de maglev, espectrômetro de massa, ímã supercondutor, fortes separadores de campo magnético, ímãs de supercondução de campo anulares para reatores de fusão e outras pesquisas criogênicas. O helium resfria materiais e ímãs supercondutores criogênicos para quase zero absoluto, momento em que a resistência do supercondutor cai repentinamente para zero. A resistência muito baixa de um supercondutor cria um campo magnético mais poderoso. No caso de equipamentos de ressonância magnética usados ​​em hospitais, os campos magnéticos mais fortes produzem mais detalhes em imagens radiográficas.

O hélio é usado como super refrigerante porque o hélio tem os pontos de fusão e ebulição mais baixos, não solidifica à pressão atmosférica e 0 K, e o hélio é quimicamente inerte, tornando quase impossível reagir com outras substâncias. Além disso, o hélio se torna superfluido abaixo de 2,2 Kelvin. Até agora, a ultra-mobilidade única não foi explorada em nenhuma aplicação industrial. Em temperaturas abaixo de 17 Kelvin, não há substituto para o hélio como refrigerante na fonte criogênica.

Aeronáutica e astronáutica

O hélio também é usado em balões e aeronaves. Como o hélio é mais leve que o ar, as aeronaves e balões estão cheios de hélio. O helium tem a vantagem de não ser inflamável, embora o hidrogênio seja mais flutuante e tenha uma menor taxa de fuga da membrana. Outro uso secundário é na tecnologia de foguetes, onde o hélio é usado como meio de perda para deslocar o combustível e o oxidante em tanques de armazenamento e condensar o hidrogênio e o oxigênio para fazer combustível de foguete. Também poderia ser usado para remover o combustível e o oxidante do equipamento de suporte do solo antes do lançamento e poderia pré-escolar hidrogênio líquido na nave espacial. No foguete Saturn V usado no programa Apollo, foram necessários cerca de 370.000 metros cúbicos (13 milhões de pés cúbicos) de hélio para lançar.

Análise de detecção de vazamentos e detecção de pipeline

Outro uso industrial do hélio é a detecção de vazamentos. A detecção de vazamentos é usada para detectar vazamentos em sistemas que contêm líquidos e gases. Como o hélio se difunde através de sólidos três vezes mais rápido que o ar, ele é usado como um gás traçador para detectar vazamentos em equipamentos de alta vaca (como tanques criogênicos) e vasos de alta pressão. O objeto é colocado em uma câmara, que é então evacuada e cheia de hélio. Mesmo a taxas de vazamento tão baixas quanto 10-9 MBAR • L / S (10-10 PA • M3 / S), o hélio que escapa através do vazamento pode ser detectado por um dispositivo sensível (um espectrômetro de massa de hélio). O procedimento de medição é geralmente automatizado e é chamado de teste de integração de hélio. Outro método mais simples é preencher o objeto em questão com hélio e pesquisar manualmente por vazamentos usando um dispositivo portátil.

O hélio é usado para detecção de vazamentos porque é a menor molécula e é uma molécula monatômica, portanto, vaza facilmente. O gás de hélio é preenchido no objeto durante a detecção de vazamentos e, se ocorrer um vazamento, o espectrômetro de massa de hélio poderá detectar a localização do vazamento. O hélio pode ser usado para detectar vazamentos em foguetes, tanques de combustível, trocadores de calor, linhas de gás, eletrônicos, tubos de televisão e outros componentes de fabricação. A detecção de vazamentos usando hélio foi usada pela primeira vez durante o projeto de Manhattan para detectar vazamentos nas plantas de enriquecimento de urânio. O hélio de detecção de vazamento pode ser substituído por hidrogênio, nitrogênio ou uma mistura de hidrogênio e nitrogênio.

Soldagem e metal trabalhando

O gás de hélio é usado como um gás protetor na soldagem do arco e na soldagem do arco plasmático devido à sua maior energia potencial de ionização do que outros átomos. O gás de hélio ao redor da solda impede que o metal oxidante no estado fundido. A alta energia potencial de ionização do hélio permite a soldagem do arco plasmático de metais diferentes usados ​​em construção, construção naval e aeroespacial, como titânio, zircônio, magnésio e ligas de alumínio. Embora o hélio no gás de blindagem possa ser substituído por argônio ou hidrogênio, alguns materiais (como o hélio de titânio) não podem ser substituídos pela soldagem do arco de plasma. Porque o hélio é o único gás que é seguro em altas temperaturas.

Uma das áreas de desenvolvimento mais ativas é a soldagem de aço inoxidável. O hélio é um gás inerte, o que significa que não passa por nenhuma reação química quando exposta a outras substâncias. Essa característica é particularmente importante na proteção de gases de proteção.

O hélio também conduz bem o calor. É por isso que é comumente usado em soldas, onde é necessária uma entrada de calor mais alta para melhorar a molhabilidade da solda. O hélio também é útil para acelerar.

O hélio é geralmente misturado com argônio em quantidades variadas na mistura de gás protetor para aproveitar ao máximo as boas propriedades de ambos os gases. O hélio, por exemplo, atua como um gás protetor para ajudar a fornecer modos de penetração mais amplos e rasos durante a soldagem. Mas o hélio não fornece a limpeza que o argônio faz.

Como resultado, os fabricantes de metais geralmente consideram misturar argônio com hélio como parte de seu processo de trabalho. Para soldagem de arco de metal blindado a gás, o hélio pode compreender 25% a 75% da mistura de gás na mistura de hélio/argônio. Ajustando a composição da mistura de gás protetora, o soldador pode influenciar a distribuição de calor da solda, que por sua vez afeta a forma da seção transversal do metal de solda e a velocidade de soldagem.

Indústria eletrônica de semicondutores

Como gás inerte, o hélio é tão estável que dificilmente reage com outros elementos. Essa propriedade o torna usado como um escudo na soldagem do arco (para evitar a contaminação do oxigênio no ar). O Helium também possui outras aplicações críticas, como semicondutores e fabricação de fibras ópticas. Além disso, pode substituir o nitrogênio no mergulho profundo para impedir a formação de bolhas de nitrogênio na corrente sanguínea, impedindo assim a doença do mergulho.

Volume global de vendas de hélio (2016-2027)

O mercado global de hélio atingiu US $ 1825,37 milhões em 2020 e deve atingir US $ 2742,04 milhões em 2027, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,65% (2021-2027). A indústria tem grande incerteza nos próximos anos. Os dados de previsão para 2021-2027 neste artigo são baseados no desenvolvimento histórico dos últimos anos, nas opiniões dos especialistas do setor e nas opiniões dos analistas deste artigo.

A indústria de hélio é altamente concentrada, proveniente de recursos naturais e possui fabricantes globais limitados, principalmente nos Estados Unidos, Rússia, Catar e Argélia. No mundo, o setor de consumidores está concentrado nos Estados Unidos, China e Europa e assim por diante. Os Estados Unidos têm uma longa história e posição inabalável na indústria.

Muitas empresas têm várias fábricas, mas geralmente não estão próximas de seus mercados de consumidores -alvo. Portanto, o produto tem um alto custo de transporte.

Desde os primeiros cinco anos, a produção cresceu muito lentamente. O hélio é uma fonte de energia não renovável e as políticas estão em vigor nos países produtores para garantir seu uso contínuo. Alguns prevêem que o hélio acabará no futuro.

A indústria tem uma alta proporção de importações e exportações. Quase todos os países usam hélio, mas apenas alguns têm reservas de hélio.

O Helium tem uma ampla gama de usos e estará disponível em mais e mais campos. Dada a escassez de recursos naturais, é provável que a demanda por hélio aumente no futuro, exigindo alternativas apropriadas. Espera -se que os preços do hélio continuem subindo de 2021 para 2026, de US $ 13,53 / m3 (2020) para US $ 19,09 / m3 (2027).

A indústria é afetada pela economia e pela política. À medida que a economia global se recupera, mais e mais pessoas estão preocupadas em melhorar os padrões ambientais, especialmente em regiões subdesenvolvidas com grandes populações e rápido crescimento econômico, a demanda por hélio aumentará.

Atualmente, os principais fabricantes globais incluem Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) e Gazprom (RU), etc. Em 2020, a participação de vendas dos 6 principais fabricantes excederá 74%. Espera -se que a competição no setor se torne mais intensa nos próximos anos.

Equipamento criogênico HL

Devido à escassez de recursos de hélio líquido e ao aumento do preço, é importante reduzir a perda e a recuperação do hélio líquido em seu processo de uso e transporte.

A HL Criogenic Equipment, fundada em 1992, é uma marca afiliada à empresa de equipamentos criogênicos da HL Co., Ltd. O equipamento criogênico da HL está comprometido com o design e a fabricação do sistema de tubulação criogênico isolado de alto vácuo e equipamentos de suporte relacionados para atender às várias necessidades dos clientes. O tubo isolado a vácuo e a mangueira flexível são construídos em um alto vácuo e multi-camada de várias telas materiais isolados e passa por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos e tratamento de alto vácuo, que é usado para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, nitrogênio líquido , argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, perna de gás de etileno liquefeito e LNG de gás natural liquefeito.

A série de produtos de tubo de jaqueta a vácuo, mangueira de jaqueta a vácuo, válvula jaqueta a vácuo e separador de fases na empresa de equipamentos criogênicos da HL, que passou por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos, são usados ​​para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido, Hidrogênio líquido, hélio líquido, perna e GNL, e esses produtos são atendidos para equipamentos criogênicos (por exemplo, tanques criogênicos, orvalhos e caixas frias etc.) em indústrias de separação de ar, gases, aviação, eletrônicos, supercondutores, chips, montagem de automação, alimentos e alimentos e bebida, farmácia, hospital, biobank, borracha, novo material de engenharia química de fabricação, ferro e aço e pesquisa científica etc.

A HL Criogenic Equipment Company tornou -se o fornecedor/fornecedor qualificado de Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani e Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) etc.