Heliamu ni kipengele cha kemikali chenye alama He na nambari ya atomiki 2. Ni gesi adimu ya angahewa, isiyo na rangi, isiyo na ladha, isiyo na ladha, isiyo na sumu, isiyowaka, huyeyuka kidogo tu katika maji. Kiwango cha heliamu katika angahewa ni 5.24 x 10-4 kwa asilimia ya ujazo. Ina kiwango cha chini kabisa cha kuchemsha na kuyeyuka kuliko kipengele chochote, na inapatikana kama gesi tu, isipokuwa katika hali ya baridi kali.

Heliamu husafirishwa kimsingi kama heliamu ya gesi au kioevu na hutumika katika vinu vya nyuklia, halvledare, leza, balbu za mwanga, upitishaji umeme wa juu, vifaa, halvledare na nyuzi za macho, utafiti wa maabara wa cryogenic, MRI na R&D.

Chanzo cha Baridi cha Joto la Chini

Heliamu hutumika kama kipoezaji cha cryogenic kwa vyanzo vya kupoeza cryogenic, Kama vile upigaji picha wa mwangwi wa sumaku (MRI), spektroskopia ya mwangwi wa sumaku wa nyuklia (NMR), kichochezi cha chembe chembe cha quantum kinachofanya kazi kwa nguvu zaidi, mgongano mkubwa wa hadron, interferometer (SQUID), mwangwi wa elektroni (ESR) na uhifadhi wa nishati ya sumaku unaofanya kazi kwa nguvu zaidi (SMES), jenereta za MHD zinazofanya kazi kwa nguvu zaidi, kihisi cha superconducting, upitishaji wa nguvu, usafirishaji wa maglev, spektromita ya wingi, sumaku inayofanya kazi kwa nguvu zaidi, vitenganishi vikali vya uwanja wa sumaku, sumaku za annular zinazofanya kazi kwa nguvu zaidi kwa ajili ya vinu vya fusion na utafiti mwingine wa cryogenic. Heliamu hupoeza vifaa na sumaku za cryogenic zinazofanya kazi kwa nguvu zaidi hadi karibu sifuri kabisa, ambapo upinzani wa superconductor ghafla hushuka hadi sifuri. Upinzani mdogo sana wa superconductor huunda uwanja wa sumaku wenye nguvu zaidi. Katika kesi ya vifaa vya MRI vinavyotumika hospitalini, uwanja wa sumaku wenye nguvu zaidi hutoa maelezo zaidi katika picha za radiografia.

Heliamu hutumika kama kipoezaji bora kwa sababu heliamu ina kiwango cha chini kabisa cha kuyeyuka na kuchemka, haigandi kwa shinikizo la angahewa na 0 K, na heliamu haina kemikali, na kufanya iwe vigumu kuguswa na vitu vingine. Zaidi ya hayo, heliamu inakuwa maji kupita kiasi chini ya 2.2 Kelvin. Hadi sasa, uhamaji wa kipekee wa hali ya juu haujatumika katika matumizi yoyote ya viwandani. Katika halijoto chini ya 17 Kelvin, hakuna mbadala wa heliamu kama kipoezaji katika chanzo cha cryogenic.

Anga na Anga

Heliamu pia hutumika katika puto na meli za angani. Kwa sababu heliamu ni nyepesi kuliko hewa, meli za angani na puto hujazwa heliamu. Heliamu ina faida ya kuwa haiwezi kuwaka, ingawa hidrojeni ina uwezo wa kuelea zaidi na ina kiwango cha chini cha kutoroka kutoka kwenye utando. Matumizi mengine ya pili ni katika teknolojia ya roketi, ambapo heliamu hutumika kama njia ya kupoteza ili kuondoa mafuta na kioksidishaji katika matangi ya kuhifadhi na kuganda hidrojeni na oksijeni ili kutengeneza mafuta ya roketi. Inaweza pia kutumika kuondoa mafuta na kioksidishaji kutoka kwa vifaa vya usaidizi wa ardhini kabla ya kurusha, na inaweza kupoza hidrojeni kioevu kabla ya chombo cha angani. Katika roketi ya Saturn V iliyotumika katika mpango wa Apollo, takriban mita za ujazo 370,000 (futi za ujazo milioni 13) za heliamu zilihitajika ili kurusha.

Uchambuzi wa Ugunduzi na Uvujaji wa Bomba

Matumizi mengine ya viwandani ya heliamu ni ugunduzi wa uvujaji. Ugunduzi wa uvujaji hutumika kugundua uvujaji katika mifumo iliyo na vimiminika na gesi. Kwa sababu heliamu husambaa kupitia vitu vikali mara tatu kwa kasi zaidi kuliko hewa, hutumika kama gesi ya kufuatilia ili kugundua uvujaji katika vifaa vyenye utupu mwingi (kama vile matangi ya cryogenic) na vyombo vya shinikizo kubwa. Kitu huwekwa kwenye chumba, ambacho huondolewa na kujazwa na heliamu. Hata kwa viwango vya uvujaji vya chini kama 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), heliamu inayotoka kupitia uvujaji inaweza kugunduliwa na kifaa nyeti (spectromita ya uzito wa heliamu). Utaratibu wa kipimo kwa kawaida hujiendesha na huitwa jaribio la ujumuishaji wa heliamu. Njia nyingine rahisi zaidi ni kujaza kitu husika na heliamu na kutafuta uvujaji kwa mikono kwa kutumia kifaa cha mkononi.

Heliamu hutumika kwa ajili ya kugundua uvujaji kwa sababu ni molekuli ndogo zaidi na ni molekuli ya monoatomu, kwa hivyo heliamu huvuja kwa urahisi. Gesi ya heliamu hujazwa ndani ya kitu wakati wa kugundua uvujaji, na ikiwa uvujaji utatokea, spektromita ya wingi wa heliamu itaweza kugundua eneo la uvujaji. Heliamu inaweza kutumika kugundua uvujaji katika roketi, matangi ya mafuta, vibadilishaji joto, mistari ya gesi, vifaa vya elektroniki, mirija ya televisheni na vipengele vingine vya utengenezaji. Ugunduzi wa uvujaji kwa kutumia heliamu ulitumika kwa mara ya kwanza wakati wa mradi wa Manhattan kugundua uvujaji katika viwanda vya kurutubisha urani. Heliamu ya kugundua uvujaji inaweza kubadilishwa na hidrojeni, nitrojeni, au mchanganyiko wa hidrojeni na nitrojeni.

Kulehemu na Utendaji wa Chuma

Gesi ya Heliamu hutumika kama gesi ya kinga katika kulehemu arc na kulehemu arc ya plasma kwa sababu ya nishati yake ya juu ya uwezo wa ioni kuliko atomi zingine. Gesi ya Heliamu inayozunguka kulehemu huzuia chuma kutokana na oksidi katika hali ya kuyeyuka. Nishati ya juu ya uwezo wa ioni ya heliamu inaruhusu kulehemu arc ya plasma ya metali tofauti zinazotumika katika ujenzi, ujenzi wa meli, na anga za juu, kama vile titani, zirconium, magnesiamu, na aloi za alumini. Ingawa heliamu katika gesi ya kinga inaweza kubadilishwa na argon au hidrojeni, baadhi ya vifaa (kama vile heliamu ya titani) haviwezi kubadilishwa kwa kulehemu arc ya plasma. Kwa sababu heliamu ndiyo gesi pekee iliyo salama katika halijoto ya juu.

Mojawapo ya maeneo yanayofanya kazi zaidi katika maendeleo ni kulehemu chuma cha pua. Heliamu ni gesi isiyo na kemikali, ambayo ina maana kwamba haipati athari zozote za kemikali inapogusana na vitu vingine. Sifa hii ni muhimu sana katika gesi za ulinzi wa kulehemu.

Heliamu pia huendesha joto vizuri. Hii ndiyo sababu hutumika sana katika vifaa vya kulehemu ambapo uingizaji wa joto mwingi unahitajika ili kuboresha unyevu wa kulehemu. Heliamu pia ni muhimu kwa kuongeza kasi.

Heliamu kwa kawaida huchanganywa na argon kwa viwango tofauti katika mchanganyiko wa gesi ya kinga ili kutumia kikamilifu sifa nzuri za gesi zote mbili. Heliamu, kwa mfano, hufanya kazi kama gesi ya kinga ili kusaidia kutoa njia pana na zisizo na kina kirefu za kupenya wakati wa kulehemu. Lakini heliamu haitoi usafi kama argon.

Kwa hivyo, watengenezaji wa chuma mara nyingi hufikiria kuchanganya argon na heliamu kama sehemu ya mchakato wao wa kufanya kazi. Kwa kulehemu arc ya chuma iliyolindwa na gesi, heliamu inaweza kuwa na 25% hadi 75% ya mchanganyiko wa gesi kwenye mchanganyiko wa heliamu/argon. Kwa kurekebisha muundo wa mchanganyiko wa gesi ya kinga, kijenzi kinaweza kushawishi usambazaji wa joto wa kulehemu, ambao huathiri umbo la sehemu ya msalaba ya chuma cha kulehemu na kasi ya kulehemu.

Sekta ya Semiconductor ya Kielektroniki

Kama gesi isiyo na hewa, heliamu ni thabiti sana kiasi kwamba haiguswa sana na elementi nyingine yoyote. Sifa hii huifanya itumike kama ngao katika kulehemu arc (kuzuia uchafuzi wa oksijeni hewani). Heliamu pia ina matumizi mengine muhimu, kama vile semiconductors na utengenezaji wa nyuzi za macho. Zaidi ya hayo, inaweza kuchukua nafasi ya nitrojeni katika kupiga mbizi kwa kina ili kuzuia uundaji wa viputo vya nitrojeni katika damu, hivyo kuzuia ugonjwa wa kupiga mbizi.

Kiasi cha Mauzo cha Helium Duniani (2016-2027)

Soko la heliamu duniani lilitufikia dola milioni 1825.37 mwaka wa 2020 na linatarajiwa kufikia dola milioni 2742.04 za Marekani mwaka wa 2027, huku kiwango cha ukuaji wa mwaka kikiwa cha 5.65% (2021-2027). Sekta hii ina kutokuwa na uhakika mkubwa katika miaka ijayo. Data ya utabiri wa 2021-2027 katika karatasi hii inategemea maendeleo ya kihistoria ya miaka michache iliyopita, maoni ya wataalamu wa sekta na maoni ya wachambuzi katika karatasi hii.

Sekta ya heliamu imejikita sana, inatokana na maliasili, na ina wazalishaji wachache wa kimataifa, hasa Marekani, Urusi, Qatar na Algeria. Duniani, sekta ya watumiaji imejikita zaidi Marekani, China, na Ulaya na kadhalika. Marekani ina historia ndefu na nafasi isiyotikisika katika sekta hiyo.

Makampuni mengi yana viwanda kadhaa, lakini kwa kawaida haviko karibu na masoko yao ya watumiaji. Kwa hivyo, bidhaa hiyo ina gharama kubwa ya usafirishaji.

Tangu miaka mitano ya kwanza, uzalishaji umekua polepole sana. Heliamu ni chanzo cha nishati kisichoweza kutumika tena, na sera zipo katika nchi zinazozalisha ili kuhakikisha matumizi yake yanaendelea. Baadhi ya watu wanatabiri kwamba heliamu itaisha katika siku zijazo.

Sekta hii ina idadi kubwa ya uagizaji na usafirishaji nje. Karibu nchi zote hutumia heliamu, lakini ni chache tu zilizo na akiba ya heliamu.

Heliamu ina matumizi mbalimbali na itapatikana katika nyanja nyingi zaidi. Kwa kuzingatia uhaba wa maliasili, mahitaji ya heliamu yanaweza kuongezeka katika siku zijazo, na kuhitaji njia mbadala zinazofaa. Bei za Heliamu zinatarajiwa kuendelea kupanda kutoka 2021 hadi 2026, kutoka $13.53 / m3 (2020) hadi $19.09 / m3 (2027).

Sekta hii inaathiriwa na uchumi na sera. Kadri uchumi wa dunia unavyoimarika, watu wengi zaidi wana wasiwasi kuhusu kuboresha viwango vya mazingira, hasa katika maeneo yasiyoendelea yenye idadi kubwa ya watu na ukuaji wa haraka wa uchumi, mahitaji ya heliamu yataongezeka.

Kwa sasa, wazalishaji wakuu wa kimataifa ni pamoja na Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) na Gazprom (Ru), n.k. Mnamo 2020, sehemu ya mauzo ya wazalishaji 6 Bora itazidi 74%. Inatarajiwa kwamba ushindani katika tasnia hiyo utakuwa mkubwa zaidi katika miaka michache ijayo.

Vifaa vya HL Cryogenic

Kutokana na uhaba wa rasilimali za heliamu kioevu na bei inayopanda, ni muhimu kupunguza upotevu na urejeshaji wa heliamu kioevu katika mchakato wa matumizi na usafirishaji wake.

HL Cryogenic Equipment ambayo ilianzishwa mwaka wa 1992 ni chapa inayohusishwa na Kampuni ya HL Cryogenic Equipment Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment imejitolea katika kubuni na kutengeneza Mfumo wa Mabomba ya Cryogenic yenye Insulation ya Juu ya Vuta na Vifaa vya Usaidizi vinavyohusiana ili kukidhi mahitaji mbalimbali ya wateja. Bomba la Insulation ya Vuta na Hose Flexible hujengwa katika vifaa maalum vya insulation vyenye utupu wa juu na safu nyingi za skrini nyingi, na hupitia mfululizo wa matibabu makali sana ya kiufundi na matibabu ya utupu wa juu, ambayo hutumika kuhamisha oksijeni ya kioevu, nitrojeni ya kioevu, argoni ya kioevu, hidrojeni ya kioevu, heliamu ya kioevu, LEG ya gesi ya ethilini iliyoyeyuka na LNG ya gesi asilia iliyoyeyuka.

Mfululizo wa bidhaa za Bomba la Jaketi la Vuta, Hose ya Jaketi ya Vuta, Valvu ya Jaketi ya Vuta, na Kitenganishi cha Awamu katika Kampuni ya Vifaa vya Cryogenic ya HL, ambazo zilipitia mfululizo wa matibabu madhubuti sana ya kiufundi, hutumika kwa ajili ya kuhamisha oksijeni ya kioevu, nitrojeni ya kioevu, argoni ya kioevu, hidrojeni ya kioevu, heliamu ya kioevu, LEG na LNG, na bidhaa hizi huhudumiwa kwa vifaa vya cryogenic (km matangi ya cryogenic, dewars na coldboxes n.k.) katika tasnia za utenganishaji wa hewa, gesi, usafiri wa anga, vifaa vya elektroniki, superconductor, chipsi, mkusanyiko wa otomatiki, chakula na vinywaji, duka la dawa, hospitali, biobank, mpira, utengenezaji wa nyenzo mpya uhandisi wa kemikali, chuma na chuma, na utafiti wa kisayansi n.k.

Kampuni ya Vifaa vya HL Cryogenic imekuwa muuzaji/muuzaji aliyehitimu wa Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, na Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) n.k.