Mae heliwm yn elfen gemegol gyda'r symbol He a'r rhif atomig 2. Mae'n nwy atmosfferig prin, di-liw, di-flas, di-wenwyn, di-fflamadwy, 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.

Caiff heliwm ei gludo'n bennaf fel heliwm nwyol neu hylifol a chaiff ei ddefnyddio mewn adweithyddion niwclear, lled-ddargludyddion, laserau, bylbiau golau, uwchddargludedd, offeryniaeth, lled-ddargludyddion ac opteg ffibr, cryogenig, MRI ac ymchwil labordy 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 uwchddargludol, y gwrthdrawiad hadron mawr, interferomedr (SQUID), cyseiniant sbin electron (ESR) a storio ynni magnetig uwchddargludol (SMES), generaduron uwchddargludol MHD, synhwyrydd uwchddargludol, trosglwyddo pŵer, cludo maglev, sbectromedr màs, magnet uwchddargludol, gwahanyddion maes magnetig cryf, magnetau uwchddargludol maes cylchol ar gyfer adweithyddion ymasiad ac ymchwil cryogenig arall. Mae heliwm yn oeri deunyddiau a magnetau uwchddargludol cryogenig i bron sero absoliwt, lle mae gwrthiant yr uwchddargludydd yn gostwng yn sydyn i sero. Mae gwrthiant isel iawn uwchddargludydd 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 radiograffig.

Defnyddir heliwm fel oerydd uwch oherwydd bod gan heliwm y pwyntiau toddi a berwi isaf, nid yw'n solidoli ar bwysedd 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 uwchhylif islaw 2.2 Kelvin. Hyd yn hyn, nid yw'r uwch-symudedd unigryw wedi'i fanteisio mewn unrhyw gymhwysiad diwydiannol. Ar dymheredd islaw 17 Kelvin, nid oes dim yn lle heliwm fel oerydd yn y ffynhonnell cryogenig.

Awyrenneg ac Astronauteg

Defnyddir heliwm hefyd mewn balŵns a llongau awyr. Gan fod 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 arnofiol ac mae ganddo gyfradd dianc is o'r bilen. Defnydd eilaidd arall yw mewn technoleg rocedi, lle defnyddir heliwm fel cyfrwng colli i ddisodli tanwydd ac ocsidydd mewn tanciau storio a chyddwyso hydrogen ac ocsigen i wneud tanwydd roced. Gellid ei ddefnyddio hefyd i gael gwared ar danwydd ac ocsidydd o offer cynnal daear cyn 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 lansio.

Canfod a Dadansoddi Gollyngiadau Piblinellau

Defnydd diwydiannol arall o heliwm yw canfod gollyngiadau. Defnyddir canfod gollyngiadau i ganfod gollyngiadau mewn systemau sy'n cynnwys hylifau a nwyon. Gan fod heliwm yn tryledu trwy solidau dair gwaith yn gyflymach nag aer, fe'i defnyddir fel nwy olrhain i ganfod gollyngiadau mewn offer gwactod uchel (megis tanciau cryogenig) a llestri pwysedd uchel. Rhoddir y gwrthrych mewn siambr, sydd wedyn yn cael ei wagio a'i llenwi â heliwm. Hyd yn oed ar gyfraddau gollyngiadau mor isel â 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s), gellir canfod heliwm sy'n dianc trwy'r gollyngiad gan ddyfais sensitif (sbectromedr màs heliwm). Fel arfer mae'r weithdrefn fesur yn awtomataidd ac fe'i gelwir yn brawf integreiddio heliwm. Dull symlach arall 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 mai 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 yn ystod canfod 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 canfod gollyngiadau gan ddefnyddio heliwm gyntaf 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 egni potensial ïoneiddio uwch nag atomau eraill. Mae nwy heliwm o amgylch y weldiad yn atal y metel rhag ocsideiddio yn y cyflwr tawdd. Mae egni potensial ïoneiddio uchel heliwm yn caniatáu weldio arc plasma o fetelau gwahanol a ddefnyddir mewn adeiladu, adeiladu llongau ac awyrofod, fel titaniwm, sirconiwm, magnesiwm ac aloion alwminiwm. Er y gellir disodli'r heliwm yn y nwy amddiffynnol ag argon neu hydrogen, ni ellir disodli rhai deunyddiau (fel heliwm titaniwm) ar gyfer weldio arc plasma. Oherwydd mai heliwm yw'r unig nwy sy'n ddiogel ar dymheredd uchel.

Un o'r meysydd datblygu mwyaf gweithgar yw weldio dur di-staen. Mae heliwm yn nwy anadweithiol, sy'n golygu nad yw'n mynd trwy unrhyw adweithiau cemegol pan gaiff ei amlygu i sylweddau eraill. Mae'r nodwedd hon yn arbennig o bwysig mewn nwyon amddiffyn weldio.

Mae heliwm hefyd yn dargludo gwres yn dda. Dyma pam ei fod yn cael ei ddefnyddio'n gyffredin mewn weldiadau lle mae angen mewnbwn gwres uwch i wella gwlybaniaeth y weldiad. Mae heliwm hefyd yn ddefnyddiol ar gyfer cyflymder.

Fel arfer, caiff heliwm ei gymysgu ag argon mewn symiau amrywiol yn y cymysgedd nwy amddiffynnol i fanteisio'n llawn ar briodweddau da'r ddau nwy. Mae heliwm, er enghraifft, yn gweithredu fel nwy amddiffynnol i helpu i ddarparu dulliau treiddiad ehangach a basach 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 amddiffyn â 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 trawsdoriad y metel weldio a chyflymder y weldio.

Diwydiant Lled-ddargludyddion Electronig

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

Cyfaint Gwerthiannau Heliwm Byd-eang (2016-2027)

Cyrhaeddodd marchnad heliwm fyd-eang $1825.37 miliwn yn 2020 a disgwylir iddi gyrraedd US $2742.04 miliwn yn 2027, gyda chyfradd twf blynyddol gyfansawdd (CAGR) o 5.65% (2021-2027). Mae ansicrwydd mawr yn y diwydiant 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 wedi'i ganoli'n fawr, yn deillio o adnoddau naturiol, ac mae ganddo weithgynhyrchwyr byd-eang cyfyngedig, yn bennaf yn yr Unol Daleithiau, Rwsia, Qatar ac Algeria. Yn y byd, mae'r sector defnyddwyr wedi'i ganoli yn yr Unol Daleithiau, Tsieina, ac Ewrop ac yn y blaen. Mae gan yr Unol Daleithiau hanes hir a safle diysgog yn y diwydiant.

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

Ers y pum mlynedd cyntaf, mae cynhyrchiad 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'n rhagweld y bydd heliwm yn dod i ben 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 prinder adnoddau naturiol, mae'n debygol y bydd y galw am heliwm yn cynyddu yn y dyfodol, gan olygu bod angen dewisiadau amgen priodol. Disgwylir i brisiau heliwm barhau i godi o 2021 i 2026, o $13.53 / m3 (2020) i $19.09 / m3 (2027).

Mae'r diwydiant yn cael ei effeithio gan economeg a pholisi. Wrth i'r economi fyd-eang wella, mae mwy a mwy o bobl yn poeni am wella safonau amgylcheddol, yn enwedig mewn rhanbarthau dan ddatblygiad sydd â 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 gwerthiant y 6 gweithgynhyrchydd gorau 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 adfer heliwm hylif yn ei broses defnyddio a chludo.

Sefydlwyd HL Cryogenic Equipment ym 1992 ac mae'n frand sy'n gysylltiedig â HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. Mae HL Cryogenic Equipment wedi ymrwymo i ddylunio a chynhyrchu'r System Pibellau Cryogenig Inswleiddiedig Gwactod Uchel ac Offer Cymorth cysylltiedig i ddiwallu anghenion amrywiol cwsmeriaid. Mae'r Bibell Inswleiddiedig Gwactod a'r Pibell Hyblyg wedi'u hadeiladu mewn deunyddiau inswleiddiedig arbennig gwactod uchel ac aml-haen aml-sgrin, ac maent yn mynd trwy gyfres o driniaethau technegol llym iawn a thriniaeth gwactod uchel, a ddefnyddir ar gyfer trosglwyddo ocsigen hylifol, nitrogen hylifol, argon hylifol, hydrogen hylifol, heliwm hylifol, nwy ethylen hylifedig LEG a nwy natur hylifedig LNG.

Defnyddir y gyfres gynnyrch o Bibell â Siacedi Gwactod, Pibell â Siacedi Gwactod, Falf â Siacedi Gwactod, a Gwahanydd Cyfnod yn HL Cryogenic Equipment Company, sydd wedi mynd trwy gyfres o driniaethau technegol hynod o llym, ar gyfer trosglwyddo ocsigen hylifol, nitrogen hylifol, argon hylifol, hydrogen hylifol, heliwm hylifol, LEG ac LNG, ac mae'r cynhyrchion hyn yn cael eu gwasanaethu ar gyfer offer cryogenig (e.e. tanciau cryogenig, dewars a blychau oer ac ati) mewn diwydiannau gwahanu aer, nwyon, awyrenneg, electroneg, uwchddargludyddion, sglodion, cydosod awtomeiddio, bwyd a diod, fferyllfa, ysbyty, biofanc, rwber, gweithgynhyrchu deunyddiau newydd, peirianneg gemegol, haearn a dur, ac ymchwil wyddonol ac ati.

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