Гелий – белгиси He жана атомдук номери 2 болгон химиялык элемент. Ал сейрек кездешүүчү атмосфералык газ, түссүз, даамсыз, даамсыз, уулуу эмес, күйбөйт, сууда бир аз эрийт. Атмосферадагы гелийдин концентрациясы көлөм боюнча 5,24 х 10-4. Ал бардык элементтердин эң төмөнкү кайноо жана эрүү чекиттерине ээ жана өтө суук шарттарды кошпогондо, газ түрүндө гана бар.

Гелий негизинен газ же суюк гелий түрүндө ташылат жана өзөктүк реакторлордо, жарым өткөргүчтөрдө, лазерлерде, электр лампаларында, супер өткөргүчтүктө, приборлордо, жарым өткөргүчтөр жана оптикада, криогендик, MRI жана R&D лабораторияларында изилдөөдө колдонулат.

Төмөн температурадагы муздак булак

Гелий магниттик-резонанстык томография (MRI), ядролук магниттик-резонанстык (ЯМР) спектроскопия, супер өткөргүч кванттык бөлүкчөлөрдүн тездеткичи, чоң адрон коллайдери, интерферометр (SQUID), электрон спиндик резонанс (ESR) сыяктуу криогендик муздатуу булактары үчүн криогендик муздаткыч катары колдонулат. жана супер өткөргүч магниттик энергияны сактоо (SMES), MHD супер өткөргүч генераторлор, супер өткөргүчтүү сенсор, электр өткөргүчтөрү, маглев транспорту, масс-спектрометр, супер өткөргүч магнит, күчтүү магнит талаасынын сепараторлору, термоядролук реакторлор үчүн аннулярдык талаа суперөткөргүч магниттер жана башка криогендик изилдөөлөр. Гелий криогендик өтө өткөргүч материалдарды жана магниттерди абсолюттук нөлгө жакын муздатат, бул учурда супер өткөргүчтүн каршылыгы капысынан нөлгө чейин төмөндөйт. Супер өткөргүчтүн өтө төмөн каршылыгы күчтүүрөөк магнит талаасын жаратат. Ооруканаларда колдонулган MRI жабдыктарында күчтүү магниттик талаалар радиографиялык сүрөттөрдө көбүрөөк деталдарды жаратат.

Гелий супер муздаткыч катары колдонулат, анткени гелий эң төмөн эрүү жана кайноо чекиттерине ээ, атмосфералык басымда жана 0 Кда катууланбайт, ал эми гелий химиялык жактан инерттүү болгондуктан, башка заттар менен реакцияга кирүүгө дээрлик мүмкүн эмес. Мындан тышкары, гелий 2,2 Кельвинден төмөн ашыкча суюктукка айланат. Ушул убакка чейин уникалдуу ультра мобилдүүлүк эч бир өнөр жайлык колдонмодо колдонулган эмес. 17 Кельвинден төмөн температурада криогендик булакта муздаткыч катары гелийди эч нерсе алмаштыра албайт.

Аэронавтика жана космонавтика

Гелий аба шарларында жана дирижабльдерде да колдонулат. Гелий абадан жеңил болгондуктан, дирижабль жана шарлар гелий менен толтурулат. Гелийдин артыкчылыгы күйбөйт, бирок суутек көбүрөөк сүзүүчү жана мембранадан азыраак качуу ылдамдыгы бар. Дагы бир экинчи даражадагы колдонуу ракеталык технологияда, мында гелий күйүүчү май менен кычкылдандыргычты сактоочу резервуарларда алмаштыруу жана суутек менен кычкылтекти конденсациялоо үчүн ракета отун даярдоо үчүн жоготуу чөйрөсү катары колдонулат. Ал ошондой эле учурулганга чейин жердеги колдоочу жабдуулардан күйүүчү майды жана кычкылдандыргычты алып салуу үчүн колдонулушу мүмкүн жана космостук кемедеги суюк водородду алдын ала муздата алат. Аполлон программасында колдонулган Сатурн V ракетасында учуруу үчүн болжол менен 370 000 куб метр (13 миллион куб фут) гелий керек болчу.

Түтүктөрдүн агып кетишин аныктоо жана аныктоо анализи

Гелийдин дагы бир өнөр жайлык колдонулушу – бул агып чыгууну аныктоо. Агышты аныктоо суюктуктарды жана газдарды камтыган системалардагы агып кетүүлөрдү аныктоо үчүн колдонулат. Гелий катуу заттар аркылуу абага караганда үч эсе тез тарагандыктан, ал жогорку вакуумдук жабдууларда (мисалы, криогендик цистерналар) жана жогорку басымдагы идиштердеги агып кетүүлөрдү аныктоо үчүн газ катары колдонулат. Объект камерага салынып, андан кийин эвакуацияланып, гелий менен толтурулат. 10-9 мбар•Л/с (10-10 Па•м3/с) сыяктуу төмөн агып кетүү ылдамдыктарында да, гелийдин агып чыгуу аркылуу агып чыгышын сезгич түзүлүш (гелийдин масс-спектрометри) аркылуу аныктоого болот. Өлчөө процедурасы адатта автоматташтырылган жана гелийдин интеграциялык тести деп аталат. Дагы бир жөнөкөй ыкма - бул объектти гелий менен толтуруу жана кол аппаратынын жардамы менен агып кеткен жерлерди кол менен издөө.

Гелий агып чыгууну аныктоо үчүн колдонулат, анткени ал эң кичинекей молекула жана монотомдук молекула, ошондуктан гелий оңой агып кетет. Гелий газы агып чыгууну аныктоо учурунда объектке толтурулат жана агып кетсе, гелийдин масс-спектрометри агып кеткен жерди аныктай алат. Гелий ракеталарда, күйүүчү май бактарында, жылуулук алмаштыргычтарда, газ линияларында, электроникада, ТЕЛЕВИЗОР түтүктөрүндө жана башка өндүрүштүк тетиктерде агып кеткен жерлерди аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Гелийдин жардамы менен агып чыгууну аныктоо биринчи жолу Манхэттен долбоорунда уранды байытуу ишканаларында агып кетүүлөрдү аныктоо үчүн колдонулган. Агышты аныктоочу гелий суутек, азот же суутек менен азоттун аралашмасы менен алмаштырылышы мүмкүн.

Ширетүүчү жана металл иштетүү

Гелий газы башка атомдорго караганда иондошуу потенциалдык энергиясы жогору болгондуктан, дога менен ширетүүдө жана плазмалык ширетүүдө коргоочу газ катары колдонулат. Ширетүүчүнүн айланасындагы гелий газы металлдын эриген абалда кычкылдануусуна жол бербейт. Гелийдин жогорку иондошуу потенциалдуу энергиясы титан, цирконий, магний жана алюминий эритмелери сыяктуу курулушта, кеме курууда жана аэрокосмостук өнөр жайда колдонулуучу окшош эмес металлдарды плазмалык дога менен ширетүүгө мүмкүндүк берет. Коргоочу газдын курамындагы гелий аргон же суутек менен алмаштырылышы мүмкүн болсо да, кээ бир материалдарды (мисалы, титан гелий) плазма догасы менен ширетүү үчүн алмаштырууга болбойт. Анткени гелий жогорку температурада коопсуз болгон жалгыз газ.

Өнүктүрүүнүн эң активдүү багыттарынын бири дат баспас болоттон жасалган ширетүү болуп саналат. Гелий инерттүү газ, башкача айтканда, ал башка заттарга дуушар болгондо эч кандай химиялык реакцияларга дуушар болбойт. Бул өзгөчөлүк ширетүүчү коргоочу газдарда өзгөчө маанилүү.

Гелий жылуулукту да жакшы өткөрөт. Ошондуктан ширетүүчүнүн нымдуулугун жогорулатуу үчүн жылуулукту көбүрөөк киргизүү талап кылынган ширетүүдө колдонулат. Гелий ылдамдык үчүн да пайдалуу.

Гелий, адатта, эки газдын жакшы касиеттерин толук пайдалануу үчүн коргоочу газ аралашмасында аргон менен түрдүү өлчөмдө аралаштырылат. Гелий, мисалы, ширетүү учурунда кирүүнүн кененирээк жана тайызыраак режимдерин камсыз кылуу үчүн коргоочу газ катары иштейт. Бирок гелий аргондой тазалоону камсыз кыла албайт.

Натыйжада, металл өндүрүүчүлөр аргонду гелий менен аралаштырууну иш процессинин бир бөлүгү катары карашат. Газдан корголгон металл жаа менен ширетүү үчүн гелий гелий/аргон аралашмасындагы газ аралашмасынын 25%дан 75%ке чейинкисин түзүшү мүмкүн. Коргоочу газ аралашмасынын курамын жөнгө салуу менен ширетүүчү ширетүүчү ширетүүчүнүн жылуулук бөлүштүрүлүшүнө таасир эте алат, ал өз кезегинде ширетүүчү металлдын кесилишинин формасына жана ширетүү ылдамдыгына таасир этет.

Электрондук жарым өткөргүч өнөр жайы

Инерттүү газ катары гелий ушунчалык туруктуу болгондуктан, башка элементтер менен дээрлик реакцияга кирбейт. Бул касиети аны дога менен ширетүүдө калкан катары колдонууга мүмкүндүк берет (абадагы кычкылтектин булганышын алдын алуу үчүн). Гелий ошондой эле жарым өткөргүчтөр жана оптикалык була өндүрүшү сыяктуу башка маанилүү колдонмолорго ээ. Мындан тышкары, кандагы азот көбүкчөлөрүнүн пайда болушуна жол бербөө үчүн терең сууга түшүүдө азотту алмаштырып, сууга түшүү оорусунун алдын алат.

Гелийдин дүйнөлүк сатуу көлөмү (2016-2027)

Дүйнөлүк гелий рыногу 2020-жылы 1825,37 миллион долларга жетти жана 2027-жылы 2742,04 миллион долларга жетиши күтүлүүдө, татаал жылдык өсүш темпи (CAGR) 5,65% (2021-2027). өнөр жай жакынкы жылдарда чоң белгисиздик бар. Бул макалада 2021-2027-жылдарга болжолдуу маалыматтар акыркы бир нече жылдагы тарыхый өнүгүүгө, тармактык эксперттердин пикирлерине жана бул макалада талдоочулардын пикирлерине негизделген.

Гелий өнөр жайы абдан топтолгон, табигый ресурстардан алынган жана негизинен АКШ, Россия, Катар жана Алжирде дүйнөлүк өндүрүүчүлөрү чектелүү. Дүйнөдө керектөө сектору АКШда, Кытайда, Европада жана башкаларда топтолгон. Америка Кошмо Штаттарынын узак тарыхы бар жана бул тармакта кебелбес позициясы бар.

Көптөгөн компаниялардын бир нече заводдору бар, бирок алар, адатта, максаттуу керектөө рыногуна жакын эмес. Ошондуктан продукциянын транспорттук наркы жогору.

Биринчи беш жылдык-тан тартып ендуруш абдан жай осту. Гелий энергиянын кайра жаралбаган булагы болуп саналат жана аны үзгүлтүксүз пайдаланууну камсыз кылуу үчүн өндүрүүчү өлкөлөрдө саясаттар бар. Кээ бирлери гелий келечекте түгөнөт деп божомолдошот.

Тармакта импорттун жана экспорттун үлүшү жогору. Дээрлик бардык өлкөлөр гелийди колдонушат, бирок кээ бирлери гана гелийдин запасына ээ.

Гелий колдонуунун кеңири спектрине ээ жана барган сайын көбүрөөк тармактарда жеткиликтүү болот. Жаратылыш ресурстарынын тартыштыгын эске алуу менен, гелийге болгон суроо-талап келечекте көбөйүшү ыктымал, бул үчүн ылайыктуу альтернативаларды талап кылат. Гелийдин баасы 2021-жылдан 2026-жылга чейин 13,53 доллар / м3 (2020) дан 19,09 доллар / м3 (2027) чейин өсүүсү күтүлүүдө.

Тармакка экономика жана саясат таасир этет. Глобалдык экономиканын калыбына келиши менен, экологиялык стандарттарды жакшыртууга көбүрөөк адамдар тынчсызданууда, айрыкча калкы көп жана экономикалык өсүш тез өнүккөн аймактарда гелийге болгон суроо-талап көбөйөт.

Учурда дүйнөлүк ири өндүрүүчүлөргө Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) жана Gazprom (Ru) ж.б. кирет. 2020-жылы Топ 6 өндүрүүчүлөрдүн сатуу үлүшү 74%дан ашат. Жакынкы жылдарда тармактагы атаандаштык күчөйт деп күтүлүүдө.

HL криогендик жабдуулар

Суюк гелий ресурстарынын тартыштыгына жана баасынын көтөрүлүшүнө байланыштуу, аны пайдалануу жана ташып жеткирүү процессинде суюк гелийдин коромжу болушун жана калыбына келтирилишин азайтуу маанилүү.

1992-жылы негизделген HL Cryogenic Equipment - бул HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. компаниясына таандык бренд. HL Cryogenic Equipment кардарлардын ар кандай муктаждыктарын канааттандыруу үчүн Жогорку вакуумдук изоляцияланган криогендик түтүк тутумун жана тиешелүү колдоо жабдууларын долбоорлоого жана өндүрүүгө умтулат. Вакуумдук изоляцияланган түтүк жана ийкемдүү шланг жогорку вакуумдук жана көп катмарлуу көп экрандуу атайын изоляцияланган материалдарда курулган жана суюк кычкылтекти, суюк азотту өткөрүү үчүн колдонулган өтө катуу техникалык процедуралардан жана жогорку вакуумдук дарылоодон өтөт. , суюк аргон, суюк суутек, суюк гелий, суюлтулган этилен газы LEG жана суюлтулган жаратылыш газы LNG.

HL Cryogenic Equipment компаниясында бир катар катуу техникалык процедуралардан өткөн вакуумдук капталган түтүк, вакуумдук капталган шланг, вакуумдук капталган клапан жана фазалык сепаратордун сериясы суюк кычкылтекти, суюк азотту, суюк аргонду өткөрүү үчүн колдонулат, суюк суутек, суюк гелий, LEG жана LNG жана бул өнүмдөр криогендик жабдуулар үчүн (мисалы, криогендик цистерналар, дюарлар жана муздак кутулар ж.б.) аба бөлүү, газдар, авиация, электроника, супер өткөргүчтөр, чиптер, автоматташтыруу монтаждоо, тамак-аш жана суусундук, дарыкана, оорукана, биобанк, резина, жаңы материал өндүрүү химиялык инженерия, темир жана болот, жана илимий изилдөө ж.б.

HL Cryogenic Equipment компаниясы Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani жана Ханчжоудагы кычкылтек заводу тобунун (Хангян) квалификациялуу берүүчү/сатуучусу болуп калды.