Ang helium ay isang elementong kemikal na may simbolong He at atomic number na 2. Ito ay isang bihirang gas sa atmospera, walang kulay, walang lasa, walang lasa, hindi nakalalason, hindi nasusunog, at bahagyang natutunaw lamang sa tubig. Ang konsentrasyon ng helium sa atmospera ay 5.24 x 10-4 ayon sa porsyento ng volume. Ito ang may pinakamababang punto ng pagkulo at pagtunaw ng anumang elemento, at umiiral lamang bilang isang gas, maliban sa ilalim ng sobrang lamig na mga kondisyon.

Ang helium ay pangunahing dinadala bilang gaseous o liquid helium at ginagamit sa mga nuclear reactor, semiconductor, laser, bumbilya, superconductivity, instrumentation, semiconductor at fiber optics, cryogenic, MRI at pananaliksik sa laboratoryo ng R&D.

Ang Malamig na Pinagmumulan ng Mababang Temperatura

Ang helium ay ginagamit bilang cryogenic coolant para sa mga pinagmumulan ng cryogenic cooling, tulad ng magnetic resonance imaging (MRI), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, superconducting quantum particle accelerator, large hadron collider, interferometer (SQUID), electron spin resonance (ESR) at superconducting magnetic energy storage (SMES), MHD superconducting generators, superconducting sensor, power transmission, maglev transportation, mass spectrometer, superconducting magnet, strong magnetic field separators, annular field superconducting magnets para sa fusion reactors at iba pang cryogenic research. Pinapalamig ng helium ang mga cryogenic superconducting materials at magnets hanggang sa halos absolute zero, kung saan ang resistensya ng superconductor ay biglang bumababa sa zero. Ang napakababang resistensya ng isang superconductor ay lumilikha ng mas malakas na magnetic field. Sa kaso ng mga kagamitan sa MRI na ginagamit sa mga ospital, ang mas malalakas na magnetic field ay nagbubunga ng mas detalyadong mga imahe sa radiographic.

Ang helium ay ginagamit bilang super coolant dahil ang helium ay may pinakamababang melting at boiling points, hindi tumigas sa atmospheric pressure at 0 K, at ang helium ay chemically inert, kaya halos imposibleng mag-react sa ibang mga substance. Bukod pa rito, ang helium ay nagiging superfluid sa ibaba ng 2.2 Kelvin. Hanggang ngayon, ang kakaibang ultra-mobility nito ay hindi pa nagagamit sa anumang industrial application. Sa mga temperaturang mas mababa sa 17 Kelvin, walang pamalit sa helium bilang refrigerant sa cryogenic source.

Aeronautika at Astronautika

Ginagamit din ang helium sa mga lobo at mga sasakyang panghimpapawid. Dahil mas magaan ang helium kaysa sa hangin, ang mga sasakyang panghimpapawid at mga lobo ay pinupuno ng helium. Ang helium ay may bentaha na hindi nasusunog, bagama't ang hydrogen ay mas lumulutang at may mas mababang rate ng pagtakas mula sa lamad. Ang isa pang pangalawang gamit ay sa teknolohiya ng rocket, kung saan ang helium ay ginagamit bilang isang loss medium upang mapalitan ang gasolina at oxidizer sa mga tangke ng imbakan at paikliin ang hydrogen at oxygen upang makagawa ng panggatong ng rocket. Maaari rin itong gamitin upang alisin ang gasolina at oxidizer mula sa mga kagamitan sa suporta sa lupa bago ilunsad, at maaaring palamigin muna ang likidong hydrogen sa spacecraft. Sa rocket ng Saturn V na ginamit sa programa ng Apollo, humigit-kumulang 370,000 cubic meters (13 milyong cubic feet) ng helium ang kailangan upang ilunsad.

Pagtuklas at Pagsusuri ng Tagas sa Pipeline

Ang isa pang gamit sa industriya ng helium ay ang pagtuklas ng tagas. Ang pagtuklas ng tagas ay ginagamit upang matukoy ang mga tagas sa mga sistemang naglalaman ng mga likido at gas. Dahil ang helium ay kumakalat sa mga solido nang tatlong beses na mas mabilis kaysa sa hangin, ginagamit ito bilang tracer gas upang matukoy ang mga tagas sa mga kagamitang may mataas na vacuum (tulad ng mga cryogenic tank) at mga sisidlan na may mataas na presyon. Ang bagay ay inilalagay sa isang silid, na pagkatapos ay inilalabas at pinupuno ng helium. Kahit na sa mga rate ng tagas na kasingbaba ng 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s), ang helium na tumatakas sa tagas ay maaaring matukoy ng isang sensitibong aparato (isang helium mass spectrometer). Ang pamamaraan ng pagsukat ay karaniwang awtomatiko at tinatawag na helium integration test. Ang isa pa, mas simpleng pamamaraan ay ang pagpuno ng bagay na pinag-uusapan ng helium at manu-manong maghanap ng mga tagas gamit ang isang handheld device.

Ang helium ay ginagamit para sa pagtukoy ng tagas dahil ito ang pinakamaliit na molekula at isang monatomic molecule, kaya madaling tumagas ang helium. Ang helium gas ay pinupuno ng helium gas sa bagay habang nagde-detect ng tagas, at kung may mangyari na tagas, matutukoy ng helium mass spectrometer ang lokasyon ng tagas. Maaaring gamitin ang helium upang matukoy ang mga tagas sa mga rocket, tangke ng gasolina, heat exchanger, linya ng gas, electronics, mga tubo ng TELEBISYON at iba pang mga bahagi ng pagmamanupaktura. Ang pagtukoy ng tagas gamit ang helium ay unang ginamit noong proyekto ng Manhattan upang matukoy ang mga tagas sa mga planta ng pagpapayaman ng uranium. Ang pagtukoy ng tagas na helium ay maaaring palitan ng hydrogen, nitrogen, o isang halo ng hydrogen at nitrogen.

Paghihinang at Paggawa ng Metal

Ang helium gas ay ginagamit bilang protective gas sa arc welding at plasma arc welding dahil sa mas mataas na ionization potential energy nito kaysa sa ibang mga atomo. Pinipigilan ng helium gas sa paligid ng weld ang metal na mag-oxidize sa tinunaw na estado. Ang mataas na ionization potential energy ng helium ay nagbibigay-daan sa plasma arc welding ng mga di-magkatulad na metal na ginagamit sa konstruksyon, paggawa ng barko, at aerospace, tulad ng titanium, zirconium, magnesium, at aluminum alloys. Bagama't ang helium sa shielding gas ay maaaring palitan ng argon o hydrogen, ang ilang mga materyales (tulad ng titanium helium) ay hindi maaaring palitan para sa plasma arc welding. Dahil ang helium lamang ang gas na ligtas sa mataas na temperatura.

Isa sa mga pinakaaktibong larangan ng pag-unlad ay ang hinang na hindi kinakalawang na asero. Ang helium ay isang inert gas, na nangangahulugang hindi ito sumasailalim sa anumang kemikal na reaksyon kapag nalantad sa ibang mga sangkap. Ang katangiang ito ay partikular na mahalaga sa mga gas na pangproteksyon sa hinang.

Mahusay din ang helium sa pagdadala ng init. Kaya naman karaniwang ginagamit ito sa mga hinang kung saan kinakailangan ang mas mataas na init upang mapabuti ang pagkabasa ng hinang. Kapaki-pakinabang din ang helium para sa pagpapabilis.

Karaniwang hinahalo ang helium sa argon sa iba't ibang dami sa pinaghalong gas na pangharang upang lubos na mapakinabangan ang magagandang katangian ng parehong gas. Halimbawa, ang helium ay gumaganap bilang isang gas na pangharang upang makatulong na magbigay ng mas malawak at mas mababaw na mga paraan ng pagtagos habang hinang. Ngunit ang helium ay hindi nagbibigay ng paglilinis na nagagawa ng argon.

Dahil dito, madalas na isinasaalang-alang ng mga tagagawa ng metal ang paghahalo ng argon sa helium bilang bahagi ng kanilang proseso ng pagtatrabaho. Para sa gas shielded metal arc welding, ang helium ay maaaring bumubuo ng 25% hanggang 75% ng pinaghalong gas sa pinaghalong helium/argon. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng komposisyon ng pinaghalong protective gas, maaaring maimpluwensyahan ng welder ang distribusyon ng init ng hinang, na siya namang nakakaapekto sa hugis ng cross section ng weld metal at sa bilis ng hinang.

Industriya ng Elektronikong Semikonduktor

Bilang isang inert gas, ang helium ay napakatatag kaya halos hindi ito tumutugon sa anumang ibang elemento. Dahil sa katangiang ito, ginagamit ito bilang panangga sa arc welding (upang maiwasan ang kontaminasyon ng oxygen sa hangin). Mayroon ding iba pang mahahalagang gamit ang helium, tulad ng mga semiconductor at paggawa ng optical fiber. Bukod pa rito, maaari nitong palitan ang nitrogen sa malalim na pagsisid upang maiwasan ang pagbuo ng mga bula ng nitrogen sa daluyan ng dugo, kaya pinipigilan ang diving sickness.

Pandaigdigang Dami ng Benta ng Helium (2016-2027)

Ang pandaigdigang pamilihan ng helium ay umabot sa US $1825.37 milyon noong 2020 at inaasahang aabot sa US $2742.04 milyon sa 2027, na may compound annual growth rate (CAGR) na 5.65% (2021-2027). Ang industriya ay may malaking kawalan ng katiyakan sa mga darating na taon. Ang datos ng pagtataya para sa 2021-2027 sa papel na ito ay batay sa makasaysayang pag-unlad ng mga nakaraang taon, ang mga opinyon ng mga eksperto sa industriya at ang mga opinyon ng mga analyst sa papel na ito.

Ang industriya ng helium ay lubos na konsentrado, nagmumula sa likas na yaman, at may limitadong pandaigdigang tagagawa, pangunahin na sa Estados Unidos, Russia, Qatar at Algeria. Sa mundo, ang sektor ng konsyumer ay konsentrado sa Estados Unidos, Tsina, at Europa at iba pa. Ang Estados Unidos ay may mahabang kasaysayan at hindi matitinag na posisyon sa industriya.

Maraming kompanya ang may ilang pabrika, ngunit kadalasan ay hindi sila malapit sa kanilang target na pamilihan ng mga mamimili. Samakatuwid, ang produkto ay may mataas na gastos sa transportasyon.

Simula noong unang limang taon, napakabagal ng paglago ng produksyon. Ang helium ay isang hindi nababagong pinagkukunan ng enerhiya, at may mga patakaran na ipinapatupad sa mga bansang gumagawa nito upang matiyak ang patuloy na paggamit nito. Hinuhulaan ng ilan na mauubusan ng helium sa hinaharap.

Ang industriya ay may mataas na proporsyon ng mga inaangkat at iniluluwas. Halos lahat ng bansa ay gumagamit ng helium, ngunit iilan lamang ang may reserbang helium.

Malawak ang gamit ng helium at magiging available ito sa mas maraming larangan. Dahil sa kakulangan ng likas na yaman, malamang na tataas ang demand para sa helium sa hinaharap, na mangangailangan ng mga angkop na alternatibo. Inaasahang patuloy na tataas ang presyo ng helium mula 2021 hanggang 2026, mula $13.53/m3 (2020) hanggang $19.09/m3 (2027).

Ang industriya ay apektado ng ekonomiya at patakaran. Habang bumabawi ang pandaigdigang ekonomiya, parami nang parami ang mga tao na nag-aalala tungkol sa pagpapabuti ng mga pamantayan sa kapaligiran, lalo na sa mga hindi maunlad na rehiyon na may malalaking populasyon at mabilis na paglago ng ekonomiya, tataas ang pangangailangan para sa helium.

Sa kasalukuyan, kabilang sa mga pangunahing pandaigdigang tagagawa ang Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) at Gazprom (Ru), atbp. Sa 2020, ang bahagi ng benta ng Nangungunang 6 na tagagawa ay lalampas sa 74%. Inaasahang mas titindi ang kompetisyon sa industriya sa susunod na mga taon.

Kagamitang Cryogenic ng HL

Dahil sa kakulangan ng mga mapagkukunan ng likidong helium at sa tumataas na presyo, mahalagang bawasan ang pagkawala at pagbawi ng likidong helium sa proseso ng paggamit at transportasyon nito.

Ang HL Cryogenic Equipment, na itinatag noong 1992, ay isang tatak na kaakibat ng HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. Ang HL Cryogenic Equipment ay nakatuon sa disenyo at paggawa ng High Vacuum Insulated Cryogenic Piping System at mga kaugnay na Support Equipment upang matugunan ang iba't ibang pangangailangan ng mga customer. Ang Vacuum Insulated Pipe at Flexible Hose ay gawa sa mga materyales na may mataas na vacuum at multi-layer multi-screen special insulated, at dumadaan sa isang serye ng napakahigpit na teknikal na paggamot at mataas na vacuum treatment, na ginagamit para sa paglilipat ng liquid oxygen, liquid nitrogen, liquid argon, liquid hydrogen, liquid helium, liquefied ethylene gas LEG at liquefied nature gas LNG.

Ang serye ng produkto ng Vacuum Jacketed Pipe, Vacuum Jacketed Hose, Vacuum Jacketed Valve, at Phase Separator sa HL Cryogenic Equipment Company, na dumaan sa serye ng napakahigpit na teknikal na pagproseso, ay ginagamit para sa paglilipat ng liquid oxygen, liquid nitrogen, liquid argon, liquid hydrogen, liquid helium, LEG at LNG, at ang mga produktong ito ay sineserbisyuhan para sa mga cryogenic equipment (hal. cryogenic tank, dewars at coldboxes atbp.) sa mga industriya ng air separation, gases, aviation, electronics, superconductor, chips, automation assembly, food & beverage, pharmacy, hospital, biobank, rubber, new material manufacturing chemical engineering, iron & steel, at scientific research atbp.

Ang HL Cryogenic Equipment Company ay naging kwalipikadong supplier/vendor ng Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, at Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) atbp.