ჰელიუმი ქიმიური ელემენტია, რომლის სიმბოლოა He და ატომური ნომერი 2. ის იშვიათი ატმოსფერული აირია, უფერო, უგემო, უგემური, არატოქსიკური, არააალებადია, წყალში მხოლოდ ოდნავ ხსნადია. ატმოსფეროში ჰელიუმის კონცენტრაცია მოცულობითი პროცენტული მაჩვენებლით 5.24 x 10-4-ია. მას აქვს ყველაზე დაბალი დუღილის და დნობის წერტილები ნებისმიერ ელემენტთან შედარებით და არსებობს მხოლოდ აირის სახით, გარდა უკიდურესად ცივი პირობებისა.

ჰელიუმი ძირითადად ტრანსპორტირდება აირისებრი ან თხევადი სახით და გამოიყენება ბირთვულ რეაქტორებში, ნახევარგამტარებში, ლაზერებში, ნათურებში, ზეგამტარობაში, ინსტრუმენტაციაში, ნახევარგამტარებსა და ბოჭკოვან ოპტიკაში, კრიოგენულ, მაგნიტურ-რეზონანსულ ტომოგრაფიასა და კვლევისა და განვითარების ლაბორატორიულ კვლევებში.

დაბალი ტემპერატურის ცივი წყარო

ჰელიუმი გამოიყენება კრიოგენული გამაგრილებელი აგენტის სახით კრიოგენული გაგრილების წყაროებისთვის, როგორიცაა მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფია (MRI), ბირთვული მაგნიტური რეზონანსის (NMR) სპექტროსკოპია, ზეგამტარი კვანტური ნაწილაკების ამაჩქარებელი, დიდი ადრონული კოლაიდერი, ინტერფერომეტრი (SQUID), ელექტრონული სპინური რეზონანსი (ESR) და ზეგამტარი მაგნიტური ენერგიის შენახვა (SMES), MHD ზეგამტარი გენერატორები, ზეგამტარი სენსორი, ენერგიის გადაცემა, მაგლევის ტრანსპორტირება, მას-სპექტრომეტრი, ზეგამტარი მაგნიტი, ძლიერი მაგნიტური ველის გამყოფები, რგოლისებრი ველის ზეგამტარი მაგნიტები თერმობირთვული რეაქტორებისთვის და სხვა კრიოგენული კვლევებისთვის. ჰელიუმი აგრილებს კრიოგენულ ზეგამტარ მასალებს და მაგნიტებს აბსოლუტურ ნულთან ახლოს, რომლის დროსაც ზეგამტარის წინააღმდეგობა მოულოდნელად ნულამდე ეცემა. ზეგამტარის ძალიან დაბალი წინააღმდეგობა ქმნის უფრო ძლიერ მაგნიტურ ველს. საავადმყოფოებში გამოყენებული მაგნიტურ-რეზონანსული ტომოგრაფიის აღჭურვილობის შემთხვევაში, უფრო ძლიერი მაგნიტური ველები უფრო დეტალურ რენტგენოგრაფიულ სურათებში იძლევა.

ჰელიუმი გამოიყენება როგორც სუპერგამაგრილებელი, რადგან მას აქვს ყველაზე დაბალი დნობის და დუღილის წერტილები, არ მყარდება ატმოსფერულ წნევაზე და 0 K-ზე და ჰელიუმი ქიმიურად ინერტულია, რაც თითქმის შეუძლებელს ხდის სხვა ნივთიერებებთან რეაქციას. გარდა ამისა, ჰელიუმი ხდება ზეთხევადი 2.2 კელვინზე დაბლა. აქამდე, უნიკალური ულტრამობილურობა არ იყო გამოყენებული არცერთ სამრეწველო დანიშნულებაში. 17 კელვინზე დაბლა ტემპერატურაზე, კრიოგენულ წყაროში ჰელიუმის შემცვლელი, როგორც მაცივრის, არ არსებობს.

აერონავტიკა და ასტრონავტიკა

ჰელიუმი ასევე გამოიყენება ბუშტებსა და საჰაერო ხომალდებში. რადგან ჰელიუმი ჰაერზე მსუბუქია, საჰაერო ხომალდები და ბუშტები ჰელიუმით ივსება. ჰელიუმს აქვს ის უპირატესობა, რომ არააალებადია, თუმცა წყალბადი უფრო მოტივტივეა და მემბრანიდან უფრო დაბალი გამოსვლის სიჩქარე აქვს. კიდევ ერთი მეორადი გამოყენებაა რაკეტულ ტექნოლოგიაში, სადაც ჰელიუმი გამოიყენება როგორც დანაკარგის საშუალება საწვავისა და დამჟანგავის შესანახ ავზებში ჩასანაცვლებლად და წყალბადისა და ჟანგბადის კონდენსაციისთვის რაკეტის საწვავის მისაღებად. მისი გამოყენება ასევე შესაძლებელია საწვავისა და დამჟანგავის მოსაშორებლად მიწისზედა დამხმარე მოწყობილობიდან გაშვებამდე და ასევე შესაძლებელია კოსმოსურ ხომალდში თხევადი წყალბადის წინასწარი გაგრილებისთვის. აპოლოს პროგრამაში გამოყენებულ Saturn V რაკეტაში გაშვებისთვის დაახლოებით 370,000 კუბური მეტრი (13 მილიონი კუბური ფუტი) ჰელიუმი იყო საჭირო.

მილსადენის გაჟონვის აღმოჩენა და გამოვლენის ანალიზი

ჰელიუმის კიდევ ერთი სამრეწველო გამოყენება გაჟონვის აღმოჩენაა. გაჟონვის აღმოჩენა გამოიყენება სითხეებისა და აირების შემცველ სისტემებში გაჟონვის აღმოსაჩენად. რადგან ჰელიუმი მყარ სხეულებში ჰაერზე სამჯერ უფრო სწრაფად დიფუზირდება, ის გამოიყენება როგორც მარკერის აირი მაღალი ვაკუუმის აღჭურვილობაში (მაგალითად, კრიოგენულ ავზებში) და მაღალი წნევის ჭურჭელში გაჟონვის აღმოსაჩენად. ობიექტი თავსდება კამერაში, რომელიც შემდეგ ევაკუირდება და ივსება ჰელიუმით. 10-9 მბარ•ლ/წმ (10-10 პა•მ3/წმ) დაბალი გაჟონვის სიჩქარის დროსაც კი, გაჟონვის გზით გამომავალი ჰელიუმის აღმოჩენა შესაძლებელია მგრძნობიარე მოწყობილობით (ჰელიუმის მას-სპექტრომეტრით). გაზომვის პროცედურა, როგორც წესი, ავტომატიზირებულია და მას ჰელიუმის ინტეგრაციის ტესტი ეწოდება. კიდევ ერთი, უფრო მარტივი მეთოდია შესაბამისი ობიექტის ჰელიუმით შევსება და გაჟონვის ხელით ძებნა ხელის მოწყობილობის გამოყენებით.

ჰელიუმი გამოიყენება გაჟონვის აღმოსაჩენად, რადგან ის ყველაზე პატარა მოლეკულაა და მონატომიური მოლეკულაა, ამიტომ ჰელიუმი ადვილად ჟონავს. გაჟონვის აღმოჩენის დროს ობიექტში ჰელიუმის აირი შედის და თუ გაჟონვა მოხდება, ჰელიუმის მას-სპექტრომეტრი შეძლებს გაჟონვის ადგილმდებარეობის აღმოჩენას. ჰელიუმის გამოყენება შესაძლებელია რაკეტებში, საწვავის ავზებში, თბოგადამცვლელებში, გაზსადენებში, ელექტრონიკაში, ტელევიზორის მილებსა და სხვა საწარმოო კომპონენტებში გაჟონვის აღმოსაჩენად. ჰელიუმის გამოყენებით გაჟონვის აღმოჩენა პირველად მანჰეტენის პროექტის დროს გამოიყენეს ურანის გამდიდრების ქარხნებში გაჟონვის აღმოსაჩენად. გაჟონვის აღმოსაჩენად ჰელიუმი შეიძლება შეიცვალოს წყალბადით, აზოტით ან წყალბადისა და აზოტის ნარევით.

შედუღება და ლითონის დამუშავება

ჰელიუმის აირი გამოიყენება როგორც დამცავი აირი რკალურ და პლაზმურ შედუღებაში, სხვა ატომებთან შედარებით მისი უფრო მაღალი იონიზაციის პოტენციური ენერგიის გამო. შედუღების გარშემო არსებული ჰელიუმის აირი ხელს უშლის ლითონის დაჟანგვას გამდნარ მდგომარეობაში. ჰელიუმის მაღალი იონიზაციის პოტენციური ენერგია საშუალებას იძლევა შედუღდეს სხვადასხვა ლითონები, რომლებიც გამოიყენება მშენებლობაში, გემთმშენებლობასა და აერონავტიკაში, როგორიცაა ტიტანი, ცირკონიუმი, მაგნიუმი და ალუმინის შენადნობები. მიუხედავად იმისა, რომ დამცავ აირში შემავალი ჰელიუმის ჩანაცვლება შესაძლებელია არგონით ან წყალბადით, ზოგიერთი მასალის (მაგალითად, ტიტან-ჰელიუმით) ჩანაცვლება პლაზმური რკალური შედუღებით შეუძლებელია. რადგან ჰელიუმი ერთადერთი აირია, რომელიც უსაფრთხოა მაღალ ტემპერატურაზე.

განვითარების ერთ-ერთი ყველაზე აქტიური სფერო უჟანგავი ფოლადის შედუღებაა. ჰელიუმი ინერტული აირია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის სხვა ნივთიერებებთან შეხებისას არანაირ ქიმიურ რეაქციას არ განიცდის. ეს მახასიათებელი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია შედუღების დამცავ აირებში.

ჰელიუმი ასევე კარგად ატარებს სითბოს. სწორედ ამიტომ გამოიყენება ის შედუღების ადგილებში, სადაც შედუღების დასველების უნარის გასაუმჯობესებლად საჭიროა უფრო მაღალი სითბოს მიწოდება. ჰელიუმი ასევე სასარგებლოა სიჩქარის შესამცირებლად.

დამცავ აირის ნარევში ჰელიუმი, როგორც წესი, არგონთან სხვადასხვა რაოდენობით არის შერეული, რათა სრულად იქნას გამოყენებული ორივე აირის კარგი თვისებები. მაგალითად, ჰელიუმი დამცავი აირის როლს ასრულებს, რათა შედუღების დროს უფრო ფართო და ზედაპირული შეღწევადობა უზრუნველყოს. თუმცა, ჰელიუმი არ უზრუნველყოფს არგონის მიერ მოწოდებულ ისეთ გაწმენდას.

შედეგად, ლითონის მწარმოებლები ხშირად არგონისა და ჰელიუმის შერევას სამუშაო პროცესის ნაწილად განიხილავენ. გაზის დამცავი ლითონის რკალური შედუღებისას, ჰელიუმი შეიძლება შეადგენდეს ჰელიუმ/არგონის ნარევში გაზის ნარევის 25%-დან 75%-მდე. დამცავი გაზის ნარევის შემადგენლობის რეგულირებით, შემდუღებელს შეუძლია გავლენა მოახდინოს შედუღების სითბოს განაწილებაზე, რაც თავის მხრივ გავლენას ახდენს შედუღებული ლითონის განივი კვეთის ფორმასა და შედუღების სიჩქარეზე.

ელექტრონული ნახევარგამტარების ინდუსტრია

როგორც ინერტული აირი, ჰელიუმი იმდენად სტაბილურია, რომ თითქმის არ რეაგირებს სხვა ელემენტებთან. ეს თვისება მას რკალური შედუღებისას ფარის სახით გამოყენების საშუალებას აძლევს (ჰაერში ჟანგბადის დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად). ჰელიუმს ასევე აქვს სხვა კრიტიკული გამოყენება, როგორიცაა ნახევარგამტარების და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი წარმოება. გარდა ამისა, მას შეუძლია ჩაანაცვლოს აზოტი ღრმა ყვინთვის დროს, რათა თავიდან აიცილოს აზოტის ბუშტების წარმოქმნა სისხლში, რითაც თავიდან აიცილებს ყვინთვის დაავადებას.

ჰელიუმის გლობალური გაყიდვების მოცულობა (2016-2027)

2020 წელს ჰელიუმის გლობალურმა ბაზარმა 1825.37 მილიონი აშშ დოლარი შეადგინა და მოსალოდნელია, რომ 2027 წელს 2742.04 მილიონი აშშ დოლარის ოდენობას მიაღწევს, რთული წლიური ზრდის ტემპით (CAGR) 5.65%-ის (2021-2027) ტოლი. ინდუსტრიას მომდევნო წლებში დიდი გაურკვევლობა ელის. ამ ნაშრომში წარმოდგენილი 2021-2027 წლების პროგნოზირებული მონაცემები ეფუძნება ბოლო რამდენიმე წლის ისტორიულ განვითარებას, ინდუსტრიის ექსპერტების მოსაზრებებს და ამ ნაშრომში წარმოდგენილი ანალიტიკოსების მოსაზრებებს.

ჰელიუმის ინდუსტრია მაღალკონცენტრირებულია, მოპოვებულია ბუნებრივი რესურსებიდან და შეზღუდული გლობალური მწარმოებლებით, ძირითადად შეერთებულ შტატებში, რუსეთში, კატარსა და ალჟირში. მსოფლიოში მომხმარებელთა სექტორი კონცენტრირებულია შეერთებულ შტატებში, ჩინეთსა და ევროპაში და ა.შ. შეერთებულ შტატებს ხანგრძლივი ისტორია და ურყევი პოზიცია აქვს ინდუსტრიაში.

ბევრ კომპანიას რამდენიმე ქარხანა აქვს, მაგრამ ისინი, როგორც წესი, არ არიან ახლოს მათი სამიზნე სამომხმარებლო ბაზრებთან. შესაბამისად, პროდუქტს მაღალი ტრანსპორტირების ღირებულება აქვს.

პირველი ხუთი წლის შემდეგ წარმოება ძალიან ნელა გაიზარდა. ჰელიუმი არაგანახლებადი ენერგიის წყაროა და მწარმოებელ ქვეყნებში მოქმედებს პოლიტიკა მისი უწყვეტი გამოყენების უზრუნველსაყოფად. ზოგიერთი პროგნოზირებს, რომ ჰელიუმის მარაგი მომავალში ამოიწურება.

ინდუსტრიას იმპორტისა და ექსპორტის მაღალი წილი აქვს. ჰელიუმს თითქმის ყველა ქვეყანა იყენებს, მაგრამ მხოლოდ რამდენიმეს აქვს ჰელიუმის მარაგი.

ჰელიუმს ფართო გამოყენება აქვს და ის სულ უფრო მეტ სფეროში იქნება ხელმისაწვდომი. ბუნებრივი რესურსების სიმცირის გათვალისწინებით, ჰელიუმზე მოთხოვნა, სავარაუდოდ, მომავალში გაიზრდება, რაც შესაბამისი ალტერნატივების საჭიროებას გამოიწვევს. ჰელიუმის ფასები, სავარაუდოდ, 2021 წლიდან 2026 წლამდე გააგრძელებს ზრდას, 13.53 აშშ დოლარიდან/მ3-მდე (2020 წელი) 19.09 აშშ დოლარამდე/მ3-მდე (2027 წელი).

ინდუსტრიაზე გავლენას ახდენს ეკონომიკა და პოლიტიკა. გლობალური ეკონომიკის აღდგენის პარალელურად, სულ უფრო მეტი ადამიანი შეშფოთებულია გარემოსდაცვითი სტანდარტების გაუმჯობესებით, განსაკუთრებით განუვითარებელ რეგიონებში, სადაც დიდი მოსახლეობაა და სწრაფი ეკონომიკური ზრდაა, ჰელიუმზე მოთხოვნა გაიზრდება.

ამჟამად, მსხვილ გლობალურ მწარმოებლებს შორისაა Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) და Gazprom (Ru) და სხვა. 2020 წელს, 6 საუკეთესო მწარმოებლის გაყიდვების წილი 74%-ს გადააჭარბებს. მოსალოდნელია, რომ ინდუსტრიაში კონკურენცია მომდევნო რამდენიმე წელიწადში უფრო ინტენსიური გახდება.

HL კრიოგენული აღჭურვილობა

თხევადი ჰელიუმის რესურსების სიმცირისა და მზარდი ფასის გამო, მნიშვნელოვანია თხევადი ჰელიუმის დანაკარგის შემცირება და აღდგენა მისი გამოყენებისა და ტრანსპორტირების პროცესში.

HL Cryogenic Equipment, რომელიც 1992 წელს დაარსდა, არის HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd-სთან აფილირებული ბრენდი. HL Cryogenic Equipment ორიენტირებულია მაღალი ვაკუუმის იზოლირებული კრიოგენული მილსადენების სისტემისა და მასთან დაკავშირებული დამხმარე აღჭურვილობის დიზაინსა და წარმოებაზე, რათა დააკმაყოფილოს მომხმარებელთა სხვადასხვა საჭიროებები. ვაკუუმის იზოლირებული მილი და მოქნილი შლანგი დამზადებულია მაღალი ვაკუუმის და მრავალშრიანი, მრავალშრიანი სპეციალური იზოლირებული მასალებისგან და გადის უკიდურესად მკაცრი ტექნიკური და მაღალი ვაკუუმის დამუშავების სერიას, რომელიც გამოიყენება თხევადი ჟანგბადის, თხევადი აზოტის, თხევადი არგონის, თხევადი წყალბადის, თხევადი ჰელიუმის, თხევადი ეთილენის გაზის (LEG) და თხევადი ბუნებრივი გაზის (LNG) გადასატანად.

HL Cryogenic Equipment Company-ის ვაკუუმური გარსით დაფარული მილების, ვაკუუმური გარსით დაფარული შლანგების, ვაკუუმური გარსით დაფარული სარქველების და ფაზური გამყოფების პროდუქციის სერია, რომელიც გავლილი აქვს უკიდურესად მკაცრი ტექნიკური დამუშავების სერია, გამოიყენება თხევადი ჟანგბადის, თხევადი აზოტის, თხევადი არგონის, თხევადი წყალბადის, თხევადი ჰელიუმის, LEG და LNG გადასატანად და ეს პროდუქტები ემსახურება კრიოგენულ აღჭურვილობას (მაგ. კრიოგენული ავზები, დიუარის და ცივი ყუთები და ა.შ.) ჰაერის გამოყოფის, გაზების, ავიაციის, ელექტრონიკის, ზეგამტარობის, ჩიპების, ავტომატიზაციის აწყობის, კვების და სასმელების, აფთიაქის, საავადმყოფოს, ბიობანკის, რეზინის, ახალი მასალების წარმოების, ქიმიური ინჟინერიის, რკინის და ფოლადის, სამეცნიერო კვლევის და ა.შ. ინდუსტრიებში.

HL Cryogenic Equipment Company გახდა Linde-ს, Air Liquide-ს, Air Products-ის (AP), Praxair-ის, Messer-ის, BOC-ის, Iwatani-ს და Hangzhou Oxygen Plant Group-ის (Hangyang) და სხვა კომპანიების კვალიფიციური მიმწოდებელი/გამყიდველი.