ฮีเลียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์ He และเลขอะตอม 2 เป็นก๊าซในชั้นบรรยากาศที่หายาก ไม่มีสี รสจืด ไม่มีพิษ ไม่ติดไฟ ละลายได้เพียงเล็กน้อยในน้ำความเข้มข้นของฮีเลียมในบรรยากาศเท่ากับ 5.24 x 10-4 โดยปริมาตรร้อยละมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำที่สุดในบรรดาธาตุใดๆ และมีอยู่ในรูปของก๊าซเท่านั้น ยกเว้นในสภาวะที่เย็นจัด

ฮีเลียมส่วนใหญ่ขนส่งเป็นฮีเลียมก๊าซหรือของเหลว และใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เซมิคอนดักเตอร์ เลเซอร์ หลอดไฟ ตัวนำยิ่งยวด เครื่องมือวัด เซมิคอนดักเตอร์และไฟเบอร์ออปติก ไครโอเจนิก การวิจัยในห้องปฏิบัติการ MRI และ R&D

แหล่งความเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำ

ฮีเลียมถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นสำหรับแหล่งทำความเย็นด้วยความเย็น เช่น การสร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI), สเปกโทรสโกปีด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR), เครื่องเร่งอนุภาคควอนตัมตัวนำยิ่งยวด, แฮดรอนคอลไลเดอร์ขนาดใหญ่, อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ (SQUID), อิเล็กตรอนสปินเรโซแนนซ์ (ESR) และการจัดเก็บพลังงานแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด (SMES), เครื่องกำเนิดตัวนำยิ่งยวด MHD, เซ็นเซอร์ตัวนำยิ่งยวด, ระบบส่งกำลัง, การขนส่งด้วยแม็กเลฟ, แมสสเปกโตรมิเตอร์, แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด, ตัวแยกสนามแม่เหล็กแรงสูง, แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดสนามรูปวงแหวนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันและการวิจัยการแช่แข็งอื่นๆฮีเลียมทำให้วัสดุตัวนำยิ่งยวดเย็นลงและแม่เหล็กจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งจุดนั้นความต้านทานของตัวนำยิ่งยวดจะลดลงเหลือศูนย์ในทันทีความต้านทานของตัวนำยิ่งยวดที่ต่ำมากจะสร้างสนามแม่เหล็กที่มีพลังมากขึ้นในกรณีของอุปกรณ์ MRI ที่ใช้ในโรงพยาบาล สนามแม่เหล็กที่แรงกว่าจะให้รายละเอียดมากกว่าในภาพรังสี

ฮีเลียมถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นยิ่งยวดเนื่องจากฮีเลียมมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำที่สุด ไม่แข็งตัวที่ความดันบรรยากาศและ 0 K และฮีเลียมเฉื่อยทางเคมี ทำให้แทบไม่สามารถทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้นอกจากนี้ ฮีเลียมจะกลายเป็นของเหลวยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 2.2 เคลวินจนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีการนำเอา Ultra-mobility นี้ไปใช้ในอุตสาหกรรมใดๆที่อุณหภูมิต่ำกว่า 17 เคลวิน ไม่มีการแทนที่ฮีเลียมในฐานะสารทำความเย็นในแหล่งไครโอเจนิก

การบินและอวกาศ

ฮีเลียมยังใช้ในบอลลูนและเรือบินเนื่องจากฮีเลียมเบากว่าอากาศ เรือเหาะและบอลลูนจึงเต็มไปด้วยฮีเลียมฮีเลียมมีข้อได้เปรียบตรงที่ไม่ติดไฟ แม้ว่าไฮโดรเจนจะลอยตัวได้มากกว่าและมีอัตราการหลุดออกจากเมมเบรนน้อยกว่าการใช้งานรองอีกประการหนึ่งคือเทคโนโลยีจรวด โดยฮีเลียมถูกใช้เป็นตัวกลางในการสูญเสียเพื่อแทนที่เชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ในถังเก็บ และควบแน่นไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อผลิตเชื้อเพลิงจรวดนอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อกำจัดเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ออกจากอุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดินก่อนปล่อย และสามารถทำให้ไฮโดรเจนเหลวในยานอวกาศเย็นลงได้ในจรวด Saturn V ที่ใช้ในโครงการ Apollo จำเป็นต้องใช้ฮีเลียมประมาณ 370,000 ลูกบาศก์เมตร (13 ล้านลูกบาศก์ฟุต) เพื่อปล่อย

การตรวจจับการรั่วไหลของท่อและการวิเคราะห์การตรวจจับ

การใช้ฮีเลียมในอุตสาหกรรมอื่นคือการตรวจจับการรั่วไหลการตรวจจับการรั่วไหลใช้ในการตรวจจับการรั่วไหลในระบบที่มีของเหลวและก๊าซเนื่องจากฮีเลียมแพร่ผ่านของแข็งได้เร็วกว่าอากาศถึงสามเท่า จึงถูกใช้เป็นก๊าซติดตามเพื่อตรวจจับการรั่วไหลในอุปกรณ์สุญญากาศสูง (เช่น ถังแช่แข็ง) และภาชนะความดันสูงวัตถุถูกวางไว้ในห้องซึ่งจะถูกอพยพออกไปและเต็มไปด้วยฮีเลียมแม้ในอัตราการรั่วไหลที่ต่ำถึง 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s) ฮีเลียมที่หลุดรอดออกมาผ่านการรั่วไหลก็สามารถตรวจจับได้ด้วยอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน (เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียม)ขั้นตอนการวัดมักเป็นแบบอัตโนมัติและเรียกว่าการทดสอบการรวมตัวของฮีเลียมอีกวิธีหนึ่งที่ง่ายกว่าคือการเติมฮีเลียมในวัตถุที่เป็นปัญหาและค้นหาการรั่วไหลด้วยตนเองโดยใช้อุปกรณ์มือถือ

ฮีเลียมใช้ในการตรวจจับการรั่วไหลเนื่องจากเป็นโมเลกุลที่เล็กที่สุดและเป็นโมเลกุลเดี่ยว ดังนั้นฮีเลียมจึงรั่วได้ง่ายก๊าซฮีเลียมจะถูกเติมเข้าไปในวัตถุในระหว่างการตรวจจับการรั่วไหล และหากเกิดการรั่วไหล เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลฮีเลียมจะสามารถตรวจจับตำแหน่งของการรั่วไหลได้ฮีเลียมสามารถใช้ตรวจจับการรั่วไหลในจรวด ถังเชื้อเพลิง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อก๊าซ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หลอดโทรทัศน์ และส่วนประกอบการผลิตอื่นๆการตรวจจับการรั่วไหลโดยใช้ฮีเลียมถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในโครงการแมนฮัตตันเพื่อตรวจจับการรั่วไหลที่โรงงานเสริมสมรรถนะยูเรเนียมฮีเลียมตรวจจับการรั่วไหลสามารถแทนที่ด้วยไฮโดรเจน ไนโตรเจน หรือส่วนผสมของไฮโดรเจนและไนโตรเจน

งานเชื่อมและงานโลหะ

ก๊าซฮีเลียมถูกใช้เป็นก๊าซป้องกันในการเชื่อมอาร์กและการเชื่อมอาร์กด้วยพลาสมา เนื่องจากพลังงานศักย์ไอออไนเซชันสูงกว่าอะตอมอื่นๆก๊าซฮีเลียมรอบๆ รอยเชื่อมจะช่วยป้องกันโลหะจากการออกซิไดซ์ในสถานะหลอมเหลวพลังงานศักย์ไอออไนเซชันสูงของฮีเลียมช่วยให้สามารถเชื่อมอาร์กด้วยพลาสมาของโลหะต่างชนิดกันที่ใช้ในการก่อสร้าง การต่อเรือ และอวกาศ เช่น ไททาเนียม เซอร์โคเนียม แมกนีเซียม และโลหะผสมอะลูมิเนียมแม้ว่าฮีเลียมในก๊าซป้องกันสามารถถูกแทนที่ด้วยอาร์กอนหรือไฮโดรเจนได้ แต่วัสดุบางอย่าง (เช่น ไททาเนียม ฮีเลียม) ไม่สามารถแทนที่ได้สำหรับการเชื่อมอาร์กด้วยพลาสมาเนื่องจากฮีเลียมเป็นก๊าซชนิดเดียวที่ปลอดภัยที่อุณหภูมิสูง

หนึ่งในพื้นที่ที่มีการพัฒนามากที่สุดคือการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมฮีเลียมเป็นก๊าซเฉื่อย ซึ่งหมายความว่าจะไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีใดๆ เมื่อสัมผัสกับสารอื่นๆคุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในก๊าซป้องกันการเชื่อม

ฮีเลียมนำความร้อนได้ดีเช่นกันด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่นิยมใช้ในงานเชื่อมที่ต้องการความร้อนสูงเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปียกน้ำของแนวเชื่อมฮีเลียมยังมีประโยชน์สำหรับการเร่งความเร็วอีกด้วย

โดยปกติแล้วฮีเลียมจะผสมกับอาร์กอนในปริมาณที่แตกต่างกันในส่วนผสมของก๊าซป้องกันเพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ดีของก๊าซทั้งสองตัวอย่างเช่น ฮีเลียมทำหน้าที่เป็นก๊าซป้องกันเพื่อช่วยให้มีการแทรกซึมที่กว้างและตื้นขึ้นระหว่างการเชื่อมแต่ฮีเลียมไม่ได้ให้การทำความสะอาดที่อาร์กอนทำ

เป็นผลให้ผู้ผลิตโลหะมักพิจารณาการผสมอาร์กอนกับฮีเลียมเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทำงานสำหรับการเชื่อมอาร์กโลหะที่ป้องกันแก๊ส ฮีเลียมอาจประกอบด้วย 25% ถึง 75% ของส่วนผสมของแก๊สในส่วนผสมของฮีเลียม/อาร์กอนโดยการปรับองค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซป้องกัน ช่างเชื่อมสามารถมีอิทธิพลต่อการกระจายความร้อนของรอยเชื่อม ซึ่งจะส่งผลต่อรูปร่างของหน้าตัดของโลหะเชื่อมและความเร็วในการเชื่อม

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

ในฐานะที่เป็นก๊าซเฉื่อย ฮีเลียมจึงเสถียรมากจนแทบไม่ทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นใดคุณสมบัตินี้ทำให้ใช้เป็นเกราะกำบังในการเชื่อมอาร์ค (เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของออกซิเจนในอากาศ)ฮีเลียมยังมีการใช้งานที่สำคัญอื่น ๆ เช่นเซมิคอนดักเตอร์และการผลิตใยแก้วนำแสงนอกจากนี้ยังสามารถแทนที่ไนโตรเจนในการดำน้ำลึกเพื่อป้องกันการก่อตัวของฟองไนโตรเจนในกระแสเลือด จึงป้องกันอาการเจ็บป่วยจากการดำน้ำ

ปริมาณการขายฮีเลียมทั่วโลก (2559-2560)

ตลาดฮีเลียมทั่วโลกมีมูลค่าถึง 1825.37 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2020 และคาดว่าจะสูงถึง 2742.04 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2027 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปี (CAGR) 5.65% (2021-2027)อุตสาหกรรมมีความไม่แน่นอนอย่างมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าข้อมูลการคาดการณ์สำหรับปี 2564-2560 ในเอกสารนี้อ้างอิงจากการพัฒนาในอดีตในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม และความคิดเห็นของนักวิเคราะห์ในเอกสารนี้

อุตสาหกรรมฮีเลียมมีความเข้มข้นสูง โดยมาจากทรัพยากรธรรมชาติ และมีผู้ผลิตทั่วโลกจำนวนจำกัด ส่วนใหญ่อยู่ในสหรัฐอเมริกา รัสเซีย กาตาร์ และแอลจีเรียในโลกนี้ ภาคผู้บริโภคกระจุกตัวอยู่ที่สหรัฐอเมริกา จีน ยุโรปและอื่นๆสหรัฐอเมริกามีประวัติศาสตร์อันยาวนานและจุดยืนที่ไม่สั่นคลอนในอุตสาหกรรม

หลายบริษัทมีโรงงานหลายแห่ง แต่มักจะไม่ใกล้กับตลาดผู้บริโภคเป้าหมายสินค้าจึงมีต้นทุนค่าขนส่งสูง

ตั้งแต่ห้าปีแรก การผลิตเติบโตช้ามากฮีเลียมเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ และมีนโยบายในประเทศผู้ผลิตเพื่อให้แน่ใจว่าฮีเลียมจะยังคงใช้ต่อไปบางคนคาดการณ์ว่าฮีเลียมจะหมดลงในอนาคต

อุตสาหกรรมมีสัดส่วนการนำเข้าและส่งออกสูงเกือบทุกประเทศใช้ฮีเลียม แต่มีเพียงไม่กี่ประเทศเท่านั้นที่มีฮีเลียมสำรอง

ฮีเลียมมีการใช้งานที่หลากหลายและจะมีจำหน่ายในหลากหลายสาขามากขึ้นเรื่อยๆเนื่องจากความขาดแคลนของทรัพยากรธรรมชาติ ความต้องการฮีเลียมมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นในอนาคต ซึ่งต้องการทางเลือกที่เหมาะสมราคาฮีเลียมคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2021 ถึง 2026 จาก 13.53 ดอลลาร์/ลบ.ม. (2020) เป็น 19.09 ดอลลาร์/ลบ.ม. (2027)

อุตสาหกรรมได้รับผลกระทบจากเศรษฐกิจและนโยบายเมื่อเศรษฐกิจโลกฟื้นตัว ผู้คนจำนวนมากขึ้นมีความกังวลเกี่ยวกับการปรับปรุงมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคด้อยพัฒนาที่มีประชากรจำนวนมากและการเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว ความต้องการฮีเลียมจะเพิ่มขึ้น

ปัจจุบัน ผู้ผลิตรายใหญ่ระดับโลก ได้แก่ Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) และ Gazprom (Ru) เป็นต้น ในปี 2020 ส่วนแบ่งยอดขายของผู้ผลิต 6 อันดับแรกจะเกิน 74%คาดว่าการแข่งขันในอุตสาหกรรมจะรุนแรงขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

HL อุปกรณ์ไครโอเจนิก

เนื่องจากการขาดแคลนทรัพยากรฮีเลียมเหลวและราคาที่สูงขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องลดการสูญเสียและการกู้คืนฮีเลียมเหลวในกระบวนการใช้และการขนส่ง

HL Cryogenic Equipment ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2535 เป็นแบรนด์ในเครือของ HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.HL Cryogenic Equipment มุ่งมั่นที่จะออกแบบและผลิตระบบท่อไครโอเจนิกหุ้มฉนวนสูญญากาศสูงและอุปกรณ์สนับสนุนที่เกี่ยวข้องเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าท่อฉนวนสุญญากาศและท่อยืดหยุ่นถูกสร้างขึ้นในสุญญากาศสูงและวัสดุฉนวนพิเศษหลายชั้นหลายชั้น และผ่านชุดการรักษาทางเทคนิคที่เข้มงวดอย่างยิ่งและการบำบัดสุญญากาศสูง ซึ่งใช้สำหรับการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว , อาร์กอนเหลว, ไฮโดรเจนเหลว, ฮีเลียมเหลว, ก๊าซเอทิลีนเหลว LEG และก๊าซธรรมชาติเหลว LNG

ชุดผลิตภัณฑ์ของท่อแบบหุ้มด้วยสุญญากาศ, ท่อแบบหุ้มด้วยสุญญากาศ, วาล์วแบบหุ้มด้วยสุญญากาศ และตัวแยกเฟสในบริษัท HL Cryogenic Equipment ซึ่งผ่านการรักษาทางเทคนิคที่เข้มงวดมากชุดหนึ่ง ใช้สำหรับการถ่ายโอนออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว อาร์กอนเหลว ไฮโดรเจนเหลว, ฮีเลียมเหลว, LEG และ LNG และผลิตภัณฑ์เหล่านี้ให้บริการสำหรับอุปกรณ์แช่แข็ง (เช่น ถังแช่แข็ง, dewars และ coldboxes เป็นต้น) ในอุตสาหกรรมการแยกอากาศ, ก๊าซ, การบิน, อิเล็กทรอนิกส์, ตัวนำยิ่งยวด, ชิป, การประกอบระบบอัตโนมัติ, อาหารและ เครื่องดื่ม ร้านขายยา โรงพยาบาล ธนาคารชีวภาพ ยาง การผลิตวัสดุใหม่ วิศวกรรมเคมี เหล็กและเหล็กกล้า และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เป็นต้น

HL Cryogenic Equipment Company ได้กลายเป็นซัพพลายเออร์/ผู้ขายที่มีคุณสมบัติของ Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani และ Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang) เป็นต้น