Elfen gemegol yw heliwm gyda'r symbol He a rhif atomig 2. Mae'n nwy atmosfferig prin, di-liw, di-flas, di-flas, diwenwyn, anfflamadwy, dim ond ychydig yn hydawdd mewn dŵr. Crynodiad heliwm yn yr atmosffer yw 5.24 x 10-4 yn ôl canran cyfaint. Mae ganddo'r pwyntiau berwi a thoddi isaf o unrhyw elfen, ac mae'n bodoli fel nwy yn unig, ac eithrio o dan amodau oer iawn.

Mae heliwm yn cael ei gludo'n bennaf fel heliwm nwyol neu hylif ac fe'i defnyddir mewn adweithyddion niwclear, lled-ddargludyddion, laserau, bylbiau golau, uwch-ddargludedd, offeryniaeth, lled-ddargludyddion ac opteg ffibr, cryogenig, ymchwil labordy MRI ac ymchwil a datblygu.

Y Ffynhonnell Oer Tymheredd Isel

Defnyddir heliwm fel oerydd cryogenig ar gyfer ffynonellau oeri cryogenig, megis delweddu cyseiniant magnetig (MRI), sbectrosgopeg cyseiniant magnetig niwclear (NMR), cyflymydd gronynnau cwantwm uwch-ddargludol, y gwrthdrawiad hadron mawr, interferometer (SQUID), cyseiniant sbin electron (ESR) a storio ynni magnetig uwch-ddargludo (SMES), generaduron uwch-ddargludo MHD, synhwyrydd uwchddargludo, trawsyrru pŵer, cludo maglev, sbectromedr màs, magnet uwch-ddargludo, gwahanyddion maes magnetig cryf, magnetau uwch-ddargludo maes annular ar gyfer adweithyddion ymasiad ac ymchwil cryogenig arall. Mae heliwm yn oeri deunyddiau a magnetau uwch-ddargludo cryogenig i sero absoliwt bron, ac ar yr adeg honno mae gwrthiant yr uwch-ddargludydd yn gostwng yn sydyn i sero. Mae gwrthiant isel iawn uwch-ddargludydd yn creu maes magnetig mwy pwerus. Yn achos offer MRI a ddefnyddir mewn ysbytai, mae meysydd magnetig cryfach yn cynhyrchu mwy o fanylion mewn delweddau radiograffeg.

Defnyddir heliwm fel uwch-oerydd oherwydd bod gan heliwm y pwyntiau toddi a berwi isaf, nid yw'n solidoli ar bwysau atmosfferig a 0 K, ac mae heliwm yn anadweithiol yn gemegol, gan ei gwneud bron yn amhosibl adweithio â sylweddau eraill. Yn ogystal, mae heliwm yn dod yn uwch-hylif o dan 2.2 Kelvin. Hyd yn hyn, nid yw'r uwch-symudedd unigryw wedi'i ddefnyddio mewn unrhyw gymhwysiad diwydiannol. Ar dymheredd o dan 17 Kelvin, nid oes unrhyw beth yn lle heliwm fel oergell yn y ffynhonnell cryogenig.

Awyrenneg a Astronautics

Defnyddir heliwm hefyd mewn balwnau a llongau awyr. Oherwydd bod heliwm yn ysgafnach nag aer, mae llongau awyr a balŵns yn cael eu llenwi â heliwm. Mae gan heliwm y fantais o fod yn anfflamadwy, er bod hydrogen yn fwy bywiog ac mae ganddo gyfradd dianc is o'r bilen. Mae defnydd eilaidd arall mewn technoleg roced, lle mae heliwm yn cael ei ddefnyddio fel cyfrwng colled i ddadleoli tanwydd ac ocsidydd mewn tanciau storio a hydrogen cyddwyso ac ocsigen i wneud tanwydd roced. Gellid ei ddefnyddio hefyd i dynnu tanwydd ac ocsidydd o offer cynnal y ddaear cyn ei lansio, a gallai rag-oeri hydrogen hylif yn y llong ofod. Yn y roced Saturn V a ddefnyddiwyd yn rhaglen Apollo, roedd angen tua 370,000 metr ciwbig (13 miliwn troedfedd ciwbig) o heliwm i'w lansio.

Canfod a Dadansoddi Canfod Gollyngiadau Piblinell

Defnydd diwydiannol arall o heliwm yw canfod gollyngiadau. Defnyddir canfod gollyngiadau i ganfod gollyngiadau mewn systemau sy'n cynnwys hylifau a nwyon. Oherwydd bod heliwm yn tryledu trwy solidau dair gwaith yn gyflymach nag aer, fe'i defnyddir fel olrhain nwy i ganfod gollyngiadau mewn offer gwactod uchel (fel tanciau cryogenig) a llongau pwysedd uchel. Rhoddir y gwrthrych mewn siambr, sydd wedyn yn cael ei wacáu a'i llenwi â heliwm. Hyd yn oed ar gyfraddau gollwng mor isel â 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s), gall dyfais sensitif (sbectromedr màs heliwm) ganfod heliwm sy'n dianc drwy'r gollyngiad. Mae'r weithdrefn fesur fel arfer yn awtomataidd ac fe'i gelwir yn brawf integreiddio heliwm. Dull arall, symlach yw llenwi'r gwrthrych dan sylw â heliwm a chwilio â llaw am ollyngiadau gan ddefnyddio dyfais llaw.

Defnyddir heliwm ar gyfer canfod gollyngiadau oherwydd dyma'r moleciwl lleiaf ac mae'n foleciwl monatomig, felly mae heliwm yn gollwng yn hawdd. Mae nwy heliwm yn cael ei lenwi i'r gwrthrych wrth ganfod gollyngiadau, ac os bydd gollyngiad yn digwydd, bydd y sbectromedr màs heliwm yn gallu canfod lleoliad y gollyngiad. Gellir defnyddio heliwm i ganfod gollyngiadau mewn rocedi, tanciau tanwydd, cyfnewidwyr gwres, llinellau nwy, electroneg, tiwbiau TELEDU a chydrannau gweithgynhyrchu eraill. Defnyddiwyd heliwm i ganfod gollyngiadau am y tro cyntaf yn ystod prosiect Manhattan i ganfod gollyngiadau mewn gweithfeydd cyfoethogi wraniwm. Gellir disodli heliwm canfod gollyngiadau â hydrogen, nitrogen, neu gymysgedd o hydrogen a nitrogen.

Weldio a Gweithio Metel

Defnyddir nwy heliwm fel nwy amddiffynnol mewn weldio arc a weldio arc plasma oherwydd ei ynni potensial ionization uwch nag atomau eraill. Mae nwy heliwm o amgylch y weldiad yn atal y metel rhag ocsideiddio yn y cyflwr tawdd. Mae egni potensial ïoneiddiad uchel heliwm yn caniatáu weldio arc plasma o fetelau annhebyg a ddefnyddir mewn adeiladu, adeiladu llongau, ac awyrofod, megis titaniwm, zirconiwm, magnesiwm, ac aloion alwminiwm. Er y gall argon neu hydrogen ddisodli'r heliwm yn y nwy cysgodi, ni ellir disodli rhai deunyddiau (fel heliwm titaniwm) ar gyfer weldio arc plasma. Oherwydd heliwm yw'r unig nwy sy'n ddiogel ar dymheredd uchel.

Un o'r meysydd datblygu mwyaf gweithredol yw weldio dur di-staen. Mae heliwm yn nwy anadweithiol, sy'n golygu nad yw'n cael unrhyw adweithiau cemegol pan fydd yn agored i sylweddau eraill. Mae'r nodwedd hon yn arbennig o bwysig mewn nwyon amddiffyn weldio.

Mae heliwm hefyd yn dargludo gwres yn dda. Dyna pam y caiff ei ddefnyddio'n gyffredin mewn welds lle mae angen mewnbwn gwres uwch i wella gwlybedd y weld. Mae heliwm hefyd yn ddefnyddiol ar gyfer goryrru.

Mae heliwm fel arfer yn cael ei gymysgu ag argon mewn symiau amrywiol yn y cymysgedd nwy amddiffynnol i fanteisio'n llawn ar briodweddau da y ddau nwy. Mae heliwm, er enghraifft, yn gweithredu fel nwy amddiffynnol i helpu i ddarparu dulliau treiddiad ehangach a bas yn ystod weldio. Ond nid yw heliwm yn darparu'r glanhau y mae argon yn ei wneud.

O ganlyniad, mae gweithgynhyrchwyr metel yn aml yn ystyried cymysgu argon â heliwm fel rhan o'u proses waith. Ar gyfer weldio arc metel wedi'i warchod gan nwy, gall heliwm gynnwys 25% i 75% o'r cymysgedd nwy yn y cymysgedd heliwm / argon. Trwy addasu cyfansoddiad y cymysgedd nwy amddiffynnol, gall y weldiwr ddylanwadu ar ddosbarthiad gwres y weldiad, sydd yn ei dro yn effeithio ar siâp trawstoriad y metel weldio a'r cyflymder weldio.

Diwydiant Lled-ddargludyddion Electronig

Fel nwy anadweithiol, mae heliwm mor sefydlog fel mai prin y mae'n adweithio ag unrhyw elfennau eraill. Mae'r eiddo hwn yn ei gwneud yn cael ei ddefnyddio fel tarian mewn weldio arc (i atal halogiad ocsigen yn yr aer). Mae gan Heliwm gymwysiadau hanfodol eraill hefyd, megis lled-ddargludyddion a gweithgynhyrchu ffibr optegol. Yn ogystal, gall ddisodli nitrogen mewn deifio dwfn i atal ffurfio swigod nitrogen yn y llif gwaed, a thrwy hynny atal salwch deifio.

Cyfrol Gwerthiant Heliwm Byd-eang (2016-2027)

Cyrhaeddodd y farchnad heliwm fyd-eang $1825.37 miliwn inni yn 2020 a disgwylir iddi gyrraedd $2742.04 miliwn yn 2027, gyda chyfradd twf blynyddol cyfansawdd (CAGR) o 5.65% (2021-2027). Mae gan y diwydiant ansicrwydd mawr yn y blynyddoedd i ddod. Mae'r data rhagolwg ar gyfer 2021-2027 yn y papur hwn yn seiliedig ar ddatblygiad hanesyddol yr ychydig flynyddoedd diwethaf, barn arbenigwyr y diwydiant a barn dadansoddwyr yn y papur hwn.

Mae'r diwydiant heliwm yn gryno iawn, yn dod o adnoddau naturiol, ac mae ganddo gynhyrchwyr byd-eang cyfyngedig, yn bennaf yn yr Unol Daleithiau, Rwsia, Qatar ac Algeria. Yn y byd, mae'r sector defnyddwyr wedi'i grynhoi yn yr Unol Daleithiau, Tsieina, ac Ewrop ac yn y blaen. Mae gan yr Unol Daleithiau hanes hir a sefyllfa ddiysgog yn y diwydiant.

Mae gan lawer o gwmnïau nifer o ffatrïoedd, ond fel arfer nid ydynt yn agos at eu marchnadoedd defnyddwyr targed. Felly, mae gan y cynnyrch gost cludo uchel.

Ers y pum mlynedd gyntaf, mae cynhyrchiant wedi tyfu'n araf iawn. Mae Heliwm yn ffynhonnell ynni anadnewyddadwy, ac mae polisïau ar waith mewn gwledydd cynhyrchu i sicrhau ei fod yn parhau i gael ei ddefnyddio. Mae rhai yn rhagweld y bydd heliwm yn rhedeg allan yn y dyfodol.

Mae gan y diwydiant gyfran uchel o fewnforion ac allforion. Mae bron pob gwlad yn defnyddio heliwm, ond dim ond ychydig sydd â chronfeydd wrth gefn heliwm.

Mae gan heliwm ystod eang o ddefnyddiau a bydd ar gael mewn mwy a mwy o feysydd. O ystyried y prinder adnoddau naturiol, mae'r galw am heliwm yn debygol o gynyddu yn y dyfodol, gan ofyn am ddewisiadau amgen priodol. Disgwylir i brisiau heliwm barhau i godi o 2021 i 2026, o $13.53 / m3 (2020) i $19.09 / m3 (2027).

Mae economeg a pholisi yn effeithio ar y diwydiant. Wrth i'r economi fyd-eang adfer, mae mwy a mwy o bobl yn poeni am wella safonau amgylcheddol, yn enwedig mewn rhanbarthau annatblygedig gyda phoblogaethau mawr a thwf economaidd cyflym, bydd y galw am heliwm yn cynyddu.

Ar hyn o bryd, mae gweithgynhyrchwyr byd-eang mawr yn cynnwys Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) a Gazprom (Ru), ac ati Yn 2020, bydd cyfran werthiant y 6 gwneuthurwr Top yn fwy na 74%. Disgwylir y bydd y gystadleuaeth yn y diwydiant yn dod yn fwy dwys yn yr ychydig flynyddoedd nesaf.

Offer Cryogenig HL

Oherwydd prinder adnoddau heliwm hylif a'r pris cynyddol, mae'n bwysig lleihau colli ac adennill heliwm hylif yn ei broses defnyddio a chludo.

Mae HL Cryogenic Equipment a sefydlwyd ym 1992 yn frand sy'n gysylltiedig â Chwmni Offer Cryogenig HL Cryogenic Equipment Co, Ltd. Mae HL Cryogenic Equipment wedi ymrwymo i ddylunio a gweithgynhyrchu'r System Pibellau Cryogenig Wedi'i Hinswleiddio â Gwactod Uchel ac Offer Cymorth cysylltiedig i ddiwallu anghenion amrywiol cwsmeriaid. Mae'r Pibell wedi'i Inswleiddio â Gwactod a'r Pibell Hyblyg yn cael eu hadeiladu mewn gwactod uchel a deunyddiau aml-sgrin aml-haen wedi'u hinswleiddio'n arbennig, ac yn mynd trwy gyfres o driniaethau technegol llym iawn a thriniaeth gwactod uchel, a ddefnyddir ar gyfer trosglwyddo ocsigen hylifol, nitrogen hylifol. , argon hylif, hydrogen hylif, heliwm hylif, nwy ethylene hylifedig LEG a nwy natur hylifedig LNG.

Defnyddir y gyfres cynnyrch o Bibell Siaced Gwactod, Pibell Siaced Gwactod, Falf Siaced Gwactod, a Gwahanydd Cam yn HL Cryogenic Equipment Company, a basiodd trwy gyfres o driniaethau technegol llym iawn, ar gyfer trosglwyddo ocsigen hylifol, nitrogen hylifol, argon hylif, hydrogen hylif, heliwm hylif, LEG a LNG, ac mae'r cynhyrchion hyn yn cael eu gwasanaethu ar gyfer offer cryogenig (ee tanciau cryogenig, dewars a blychau oer ac ati) mewn diwydiannau gwahanu aer, nwyon, hedfan, electroneg, uwch-ddargludydd, sglodion, cydosod awtomeiddio, bwyd a diod, fferyllfa, ysbyty, banc bio, rwber, peirianneg gemegol gweithgynhyrchu deunyddiau newydd, haearn a dur, ac ymchwil wyddonol ac ati.

Mae HL Cryogenic Equipment Company wedi dod yn gyflenwr / gwerthwr cymwysedig Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, a Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) ac ati.