הליום הוא אלמנט כימי עם הסמל הוא ואטומי מספר 2. זהו גז אטמוספרי נדיר, חסר צבע, חסר טעם, חסר טעם, לא רעיל, לא דלק, רק מסיס מעט במים. ריכוז הליום באטמוספירה הוא 5.24 x 10-4 באחוז נפח. יש לו את נקודות הרתיחה וההיתוך הנמוכות ביותר של כל אלמנט, והוא קיים רק כגז, למעט בתנאים קרים במיוחד.

הליום מועבר בעיקר כהליום גזי או נוזלי ומשמש בכורים גרעיניים, מוליכים למחצה, לייזרים, נורות, מוליכות -על, מכשור, מוליכים למחצה ואופטיקה סיבים, קריאוגני, MRI ו- R&D מעבדה.

המקור הקור בטמפרטורה נמוכה

הליום משמש כנוזל קירור קריוגני למקורות קירור קריוגניים, כגון הדמיית תהודה מגנטית (MRI), ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית (NMR), מוליך -מוליך חלקיקים קוונטיים, ESR), קולידרן הגדול, אינטרפרומטר (דיונון), תהודה ספין אלקטרונית (ESR). ואחסון אנרגיה מגנטית מוליך -על (SMEs), גנרטורים מוליכים -על MHD, חיישן מוליך -על, העברת כוח, הובלת מגלב, ספקטרומטר המוני, מגנט מוליך -על, מפרידי שדה מגנטיים חזקים, מגנטים מוליכים -על -מוליכים לשדה לתגובה של פיוז'ן ומחקרים קריאניים אחרים. הליום מקרר חומרים ומגנטים מוליכים -על קריוגניים עד לאפס מוחלט כמעט, ובשלב זה ההתנגדות של מוליך העל יורדת לפתע לאפס. ההתנגדות הנמוכה מאוד של מוליך -על יוצרת שדה מגנטי חזק יותר. במקרה של ציוד MRI המשמש בבתי חולים, שדות מגנטיים חזקים יותר מייצרים פירוט רב יותר בתמונות רדיוגרפיות.

הליום משמש כנוזל קירור סופר מכיוון שהליום יש את נקודות ההיתוך והרתיחה הנמוכות ביותר, אינו מתמצק בלחץ אטמוספרי ו- 0 K, והליום אינרטי כימית, מה שהופך את זה כמעט בלתי אפשרי להגיב עם חומרים אחרים. בנוסף, הליום הופך לסופרפלויד מתחת ל -2.2 קלווין. עד כה, האולטרה-ניידות הייחודית לא נוצלה בשום יישום תעשייתי. בטמפרטורות מתחת ל -17 קלווין, אין תחליף להליום כקרר במקור הקריוגני.

אווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה

הליום משמש גם בבלונים וספינות אוויר. מכיוון שהליום קל יותר מאוויר, ספינות אוויר ובלונים מלאות בהליום. להליום יש את היתרון בכך שהוא לא דליקה, אם כי מימן הוא יותר צוף ויש לו קצב בריחה נמוך יותר מהקרום. שימוש משני נוסף הוא בטכנולוגיית טילים, שם הליום משמש כמדיום אובדן כדי לעקוף דלק ומחמצן במיכלי אחסון ומימן מתעבה וחמצן כדי לייצר דלק טילים. זה יכול לשמש גם להסרת דלק וחמצון מציוד תמיכה קרקעית לפני השיגור, ויכול היה לימן נוזלי מראש בחללית. ברקטה של ​​סטורן V המשמשת בתוכנית אפולו, היה צורך לנגור כ- 370,000 מ"ק (13 מיליון רגל קוב) של הליום.

ניתוח גילוי דליפות צנרת וניתוח גילוי

שימוש תעשייתי נוסף בהליום הוא איתור דליפות. איתור דליפות משמש לגילוי דליפות במערכות המכילות נוזלים וגזים. מכיוון שהליום מתפזר דרך מוצקים פי שלושה מהר יותר מהאוויר, הוא משמש כגז עקבות לגילוי דליפות בציוד עם ווקואום גבוה (כמו טנקים קריוגניים) וכלי לחץ גבוה. האובייקט ממוקם בחדר, שמפונה אז ומלא בהליום. אפילו בשיעורי דליפה נמוכים כמו 10-9 MBAR • L / S (10-10 PA • M3 / S), ניתן לאתר את הליום הנמלט דרך הדליפה באמצעות מכשיר רגיש (ספקטרומטר מסה הליום). נוהל המדידה הוא בדרך כלל אוטומטי ונקרא מבחן שילוב הליום. שיטה נוספת ופשוטה יותר היא למלא את האובייקט המדובר בהליום ולחפש ידנית דליפות באמצעות מכשיר כף יד.

הליום משמש לגילוי דליפות מכיוון שהיא המולקולה הקטנה ביותר והיא מולקולה מונטומית, כך שהליום דולף בקלות. גז הליום ממלא לחפץ במהלך גילוי דליפות, ואם מתרחש דליפה, ספקטרומטר מסת ההליום יוכל לאתר את מיקום הדליפה. ניתן להשתמש בהליום לאיתור דליפות ברקטות, מיכלי דלק, מחליפי חום, קווי גז, אלקטרוניקה, צינורות טלוויזיה ורכיבי ייצור אחרים. איתור דליפות באמצעות הליום שימש לראשונה במהלך פרויקט מנהטן לאיתור דליפות במפעלי העשרה אורניום. ניתן להחליף הליום לגילוי דליפות במימן, חנקן או תערובת של מימן וחנקן.

ריתוך ומתכת עובדים

גז הליום משמש כגז מגן בריתוך קשת וריתוך קשת פלזמה בגלל האנרגיה הפוטנציאלית הגבוהה יותר שלו ליינון מאשר אטומים אחרים. גז הליום סביב הריתוך מונע מהמתכת להתחמצן במצב המותך. האנרגיה הפוטנציאלית הגבוהה ליינון של הליום מאפשרת ריתוך קשת פלזמה של מתכות שונות המשמשות בבנייה, בניית ספינות וחלל, כמו טיטניום, זירקוניום, מגנזיום וסגסוגות אלומיניום. למרות שניתן להחליף את ההליום בגז המגן על ידי ארגון או מימן, לא ניתן להחליף חומרים מסוימים (כמו טיטניום הליום) לריתוך קשת פלזמה. כי הליום הוא הגז היחיד שבטוח בטמפרטורות גבוהות.

אחד מתחומי הפיתוח הפעילים ביותר הוא ריתוך נירוסטה. הליום הוא גז אינרטי, מה שאומר שהוא אינו עובר תגובות כימיות כאשר הוא נחשף לחומרים אחרים. מאפיין זה חשוב במיוחד בגזי הגנת ריתוך.

הליום מוביל גם חום היטב. זו הסיבה שהיא משמשת לרוב בריתוכים שבהם נדרשת קלט חום גבוה יותר כדי לשפר את רטיבות הריתוך. הליום שימושי גם להאיץ.

הליום מעורבב בדרך כלל עם ארגון בכמויות שונות בתערובת הגז המגן כדי לנצל את מלוא התכונות הטובות של שני הגזים. הליום, למשל, משמש כגז מגן המסייע לספק מצבי חדירה רחבים ורדודים יותר במהלך ריתוך. אבל הליום לא מספק את הניקוי שעושה ארגון.

כתוצאה מכך, יצרני מתכות שוקלים לרוב לערבב את ארגון עם הליום כחלק מתהליך העבודה שלהם. עבור ריתוך קשת מתכת מוגנת בגז, הליום עשוי להכלול 25% עד 75% מתערובת הגז בתערובת הליום/ארגון. על ידי התאמת הרכב תערובת הגז המגן, הרתך יכול להשפיע על חלוקת החום של הריתוך, מה שבתורו משפיע על צורת חתך הרוחב של מתכת הריתוך ועל מהירות הריתוך.

תעשיית מוליכים למחצה אלקטרונית

כגז אינרטי, הליום כל כך יציב עד שהוא כמעט ולא מגיב עם אלמנטים אחרים. מאפיין זה גורם לו לשמש כמגן בריתוך קשת (כדי למנוע זיהום של חמצן באוויר). בהליום יש גם יישומים קריטיים אחרים, כמו מוליכים למחצה וייצור סיבים אופטיים. בנוסף, הוא יכול להחליף חנקן בצלילה עמוקה כדי למנוע היווצרות בועות חנקן בזרם הדם, ובכך למנוע מחלת צלילה.

נפח מכירות הליום הגלובלי (2016-2027)

שוק ההליום העולמי הגיע ל -1825.37 מיליון דולר בשנת 2020 וצפוי להגיע ל -2742.04 מיליון דולר בשנת 2027, עם קצב צמיחה שנתי מורכב (CAGR) של 5.65% (2021-2027). לתעשייה יש אי וודאות רבה בשנים הקרובות. נתוני התחזית לשנים 2021-2027 במאמר זה מבוססים על ההתפתחות ההיסטורית של השנים האחרונות, חוות דעתם של מומחי התעשייה ועל חוות דעתם של אנליסטים במאמר זה.

ענף הליום מרוכז מאוד, מקורו במשאבי טבע, ובעל יצרנים גלובליים מוגבלים, בעיקר בארצות הברית, רוסיה, קטאר ואלג'יריה. בעולם, מגזר הצרכנים מרוכז בארצות הברית, סין ואירופה וכן הלאה. לארצות הברית היסטוריה ארוכה ומעמדה בלתי מעורערת בענף.

לחברות רבות יש כמה מפעלים, אך בדרך כלל הן אינן קרובות לשווקי הצרכנים היעד שלהן. לכן, למוצר עלות הובלה גבוהה.

מאז חמש השנים הראשונות, ההפקה גדלה לאט מאוד. הליום הוא מקור אנרגיה שאינו מתחדש, ומדיניות קיימת במדינות המייצרות כדי להבטיח את המשך השימוש בה. יש המנבאים שהליום ייגמר בעתיד.

לתעשייה חלק גבוה של יבוא ויצוא. כמעט כל המדינות משתמשות בהליום, אך רק מעטים יש מאגרי הליום.

בהליום מגוון רחב של שימושים והיא תהיה זמינה יותר ויותר שדות. בהתחשב במחסור במשאבי הטבע, הביקוש להליום עשוי לעלות בעתיד, ודורש אלטרנטיבות מתאימות. מחירי ההליום צפויים להמשיך לעלות משנת 2021 ל 2026, מ- 13.53 $ / m3 (2020) ל -19.09 $ / m3 (2027).

הענף מושפע מכלכלה ומדיניות. ככל שהכלכלה הגלובלית מתאוששת, יותר ויותר אנשים חוששים לשיפור הסטנדרטים הסביבתיים, במיוחד באזורים לא מפותחים עם אוכלוסיות גדולות וצמיחה כלכלית מהירה, הביקוש להליום יגדל.

נכון לעכשיו, היצרנים העולמיים הגדולים כוללים את Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (DZ) ו- Gazprom (RU) וכו 'בשנת 2020, נתח המכירות של 6 היצרנים המובילים יעלה על 74%. זה צפוי שהתחרות בענף תהפוך לאינטנסיבית יותר בשנים הקרובות.

ציוד קריוגני HL

בשל המחסור במשאבי הליום הנוזלים והמחיר העולה, חשוב להפחית את האובדן וההחלמה של הליום הנוזלי בתהליך השימוש והתחבורה שלו.

ציוד קריוגני HL שהוקם בשנת 1992 הוא מותג המותאם לחברת ציוד קריוגני HL Cryogenic Co., בע"מ. ציוד קריוגני HL מחויב לתכנון וייצור של מערכת צנרת קריוגנית מבודדת ואקום גבוהה וציוד תמיכה נלווה כדי לענות על הצרכים השונים של הלקוחות. הצינור המבודד בוואקום והצינור הגמיש בנויים בחומרים מבודדים מיוחדים ואקום רב-שכבתי רב-שכבתי, ועובר סדרה של טיפולים טכניים קפדניים במיוחד וטיפול ואקום גבוה, המשמש להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי , ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, רגל גז אתילן נוזלי וגז טבע נוזלי LNG.

סדרת המוצרים של צינור מעיל ואקום, צינור מעיל ואקום, שסתום מעיל ואקום ומפריד פאזות בחברת ציוד קריוגני HL, שעברה דרך סדרה של טיפולים טכניים קפדניים במיוחד, משמשים להעברת חמצן נוזלי, חנקן נוזלי, ארגון נוזלי, מימן נוזלי, הליום נוזלי, רגל ו- LNG, ומוצרים אלה משרתים לציוד קריוגני (למשל טנקים קריוגניים, דווארים וקולדבות וכו ') בתעשיות הפרדת אוויר, גזים, תעופה, אלקטרוניקה, מוליכים -על, צ'יפס, הרכבת אוטומציה, מזון & משקה, בית מרקחת, בית חולים, ביובנק, גומי, הנדסה כימית לייצור חומרים חדשים, ברזל ופלדה ומחקר מדעי וכו '.

חברת הציוד הקריוגני של HL הפכה לספק/הספק המוסמך של לינדה, אוויר ליקייד, מוצרי אוויר (AP), Praxair, Messer, Boc, Iwatani ו- Hungzhou Group Comant Group (Hangyang) וכו '.