Situação Atual e Tendência de Desenvolvimento Futuro do Mercado Global de Hélio Líquido e Gás Hélio

O hélio é um elemento químico com o símbolo He e número atômico 2. É um gás atmosférico raro, incolor, insípido, insípido, não tóxico, não inflamável, pouco solúvel em água.A concentração de hélio na atmosfera é de 5,24 x 10-4 por porcentagem de volume.Tem os pontos de ebulição e fusão mais baixos de qualquer elemento e existe apenas como gás, exceto sob 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 ótica, criogenia, ressonância magnética e pesquisa de laboratório de P&D.

 

A fonte fria de baixa temperatura

O hélio é usado como refrigerante criogênico para fontes de resfriamento criogênico, como ressonância magnética (MRI), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR), acelerador de partículas quânticas supercondutoras, o grande colisor de hádrons, interferômetro (SQUID), ressonância de spin eletrônico (ESR) e armazenamento de energia magnética supercondutora (SMES), geradores supercondutores MHD, sensor supercondutor, transmissão de energia, transporte maglev, espectrômetro de massa, ímã supercondutor, separadores de campo magnético forte, ímãs supercondutores de campo anular para reatores de fusão e outras pesquisas criogênicas.O hélio resfria materiais e ímãs supercondutores criogênicos até quase zero absoluto, ponto 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, campos magnéticos mais fortes produzem mais detalhes nas imagens radiográficas.

O hélio é usado como um super refrigerante porque o hélio tem os pontos de fusão e ebulição mais baixos, não se solidifica à pressão atmosférica e 0 K, e o hélio é quimicamente inerte, tornando quase impossível reagir com outras substâncias.Além disso, o hélio torna-se superfluido abaixo de 2,2 Kelvin.Até agora, a ultramobilidade exclusiva 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 dirigíveis.Como o hélio é mais leve que o ar, dirigíveis e balões são preenchidos com hélio.O hélio tem a vantagem de não ser inflamável, embora o hidrogênio seja mais flutuante e tenha uma menor taxa de escape da membrana.Outro uso secundário é na tecnologia de foguetes, onde o hélio é usado como meio de perda para deslocar combustível e oxidante em tanques de armazenamento e condensar hidrogênio e oxigênio para produzir combustível de foguete.Também poderia ser usado para remover combustível e oxidante do equipamento de suporte terrestre antes do lançamento, e poderia pré-resfriar o hidrogênio líquido na espaçonave.No foguete Saturno V usado no programa Apollo, foram necessários cerca de 370.000 metros cúbicos (13 milhões de pés cúbicos) de hélio para o lançamento.

 

Detecção de Vazamento de Pipeline e Análise de Detecção

Outro uso industrial do hélio é a detecção de vazamentos.A detecção de vazamento é usada para detectar vazamentos em sistemas contendo líquidos e gases.Como o hélio se difunde através de sólidos três vezes mais rápido que o ar, ele é usado como gás traçador para detectar vazamentos em equipamentos de alto vácuo (como tanques criogênicos) e vasos de alta pressão.O objeto é colocado em uma câmara, que é então evacuada e preenchida com hélio.Mesmo em taxas de vazamento tão baixas quanto 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), o hélio escapando pelo vazamento pode ser detectado por um dispositivo sensível (um espectrômetro de massa de hélio).O procedimento de medição geralmente é automatizado e é chamado de teste de integração de hélio.Outro método mais simples é preencher o objeto em questão com hélio e procurar manualmente por vazamentos usando um dispositivo portátil.

O hélio é usado para detecção de vazamentos porque é a menor molécula e é uma molécula monoatômica, portanto, o hélio vaza facilmente.O gás hélio é preenchido no objeto durante a detecção de vazamento 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 Manhattan para detectar vazamentos em usinas 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 Metalurgia

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

Uma das áreas mais ativas de desenvolvimento é a soldagem de aço inoxidável.O hélio é um gás inerte, o que significa que não sofre reações químicas quando exposto a outras substâncias.Esta característica é particularmente importante em gases de proteção de soldagem.

O hélio também conduz bem o calor.É por isso que é comumente usado em soldas onde é necessário maior aporte de calor 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 de proteção 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 a mistura de argônio com hélio como parte de seu processo de trabalho.Para soldagem a arco de metal blindado a gás, o hélio pode compreender 25% a 75% da mistura de gás na mistura de hélio/argônio.Ao ajustar a composição da mistura de gás de proteção, 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 de semicondutores eletrônicos

Como um gás inerte, o hélio é tão estável que dificilmente reage com quaisquer outros elementos.Esta propriedade faz com que seja usado como escudo na soldagem a arco (para evitar a contaminação do oxigênio no ar).O hélio também tem outras aplicações críticas, como semicondutores e fabricação de fibras ópticas.Além disso, pode substituir o nitrogênio em mergulhos profundos para evitar a formação de bolhas de nitrogênio na corrente sanguínea, evitando assim o mal do mergulho.

 

Volume Global de Vendas de Hélio (2016-2027)

O mercado global de hélio atingiu US$ 1.825,37 milhões em 2020 e deve atingir US$ 2.742,04 milhões em 2027, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,65% (2021-2027).O setor tem grande incerteza nos próximos anos.Os dados de previsão para 2021-2027 neste documento são baseados no desenvolvimento histórico dos últimos anos, nas opiniões de especialistas do setor e nas opiniões de analistas neste documento.

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

Muitas empresas têm várias fábricas, mas geralmente não estão próximas de seus mercados 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 há políticas 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 hélio tem uma ampla gama de usos e estará disponível em cada vez mais campos.Dada a escassez de recursos naturais, a demanda por hélio provavelmente aumentará no futuro, exigindo alternativas adequadas.Espera-se que os preços do hélio continuem subindo de 2021 a 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%.A expectativa é que a concorrência 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 recuperação do hélio líquido em seu processo de uso e transporte.

A HL Cryogenic Equipment, fundada em 1992, é uma marca afiliada à HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.A HL Cryogenic Equipment está comprometida com o projeto e fabricação do Sistema de Tubulação Criogênica Isolada a Alto Vácuo e equipamentos de suporte relacionados para atender às diversas necessidades dos clientes.O tubo isolado a vácuo e a mangueira flexível são construídos em materiais isolados especiais de alto vácuo e multicamadas multi-screen, e passam por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos e tratamento de alto vácuo, que é usado para transferência de oxigênio líquido, nitrogênio líquido , árgon líquido, hidrogénio líquido, hélio líquido, gás etileno liquefeito LEG e gás natural liquefeito GNL.

A série de produtos de tubo encamisado a vácuo, mangueira encamisada a vácuo, válvula encamisada a vácuo e separador de fase na HL Cryogenic Equipment Company, que passou por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos, são usados ​​para transferência de oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, LEG e GNL, e esses produtos são atendidos por equipamentos criogênicos (por exemplo, tanques criogênicos, dewars e coldboxes etc.) em indústrias de separação de ar, gases, aviação, eletrônica, supercondutores, chips, montagem de automação, alimentos e bebidas, farmácia, hospital, biobanco, borracha, engenharia química de fabricação de novos materiais, ferro e aço e pesquisa científica etc.

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


Horário da postagem: 28 de março de 2022