Situation actuelle et tendance de développement future du marché mondial de l'hélium liquide et du gaz d'hélium

L'hélium est un élément chimique avec le symbole He et le numéro atomique 2. C'est un gaz atmosphérique rare, incolore, insipide, insipide, non toxique, ininflammable, peu soluble dans l'eau.La concentration d'hélium dans l'atmosphère est de 5,24 x 10-4 en pourcentage volumique.Il a les points d'ébullition et de fusion les plus bas de tous les éléments et n'existe que sous forme de gaz, sauf dans des conditions extrêmement froides.

L'hélium est principalement transporté sous forme d'hélium gazeux ou liquide et est utilisé dans les réacteurs nucléaires, les semi-conducteurs, les lasers, les ampoules électriques, la supraconductivité, l'instrumentation, les semi-conducteurs et les fibres optiques, la cryogénie, l'IRM et la recherche en laboratoire de R&D.

 

La source de froid basse température

L'hélium est utilisé comme réfrigérant cryogénique pour les sources de refroidissement cryogéniques, telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM), la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN), l'accélérateur de particules quantiques supraconductrices, le grand collisionneur de hadrons, l'interféromètre (SQUID), la résonance de spin électronique (ESR) et stockage d'énergie magnétique supraconducteur (SMES), générateurs supraconducteurs MHD, capteur supraconducteur, transmission de puissance, transport maglev, spectromètre de masse, aimant supraconducteur, séparateurs de champ magnétique puissant, aimants supraconducteurs à champ annulaire pour réacteurs de fusion et autres recherches cryogéniques.L'hélium refroidit les matériaux supraconducteurs cryogéniques et les aimants jusqu'à un niveau proche du zéro absolu, auquel cas la résistance du supraconducteur tombe soudainement à zéro.La très faible résistance d'un supraconducteur crée un champ magnétique plus puissant.Dans le cas des équipements IRM utilisés dans les hôpitaux, des champs magnétiques plus forts produisent plus de détails dans les images radiographiques.

L'hélium est utilisé comme super liquide de refroidissement car l'hélium a les points de fusion et d'ébullition les plus bas, ne se solidifie pas à la pression atmosphérique et à 0 K, et l'hélium est chimiquement inerte, ce qui rend presque impossible la réaction avec d'autres substances.De plus, l'hélium devient superfluide en dessous de 2,2 Kelvin.Jusqu'à présent, l'ultra-mobilité unique n'a été exploitée dans aucune application industrielle.À des températures inférieures à 17 Kelvin, rien ne remplace l'hélium comme réfrigérant dans la source cryogénique.

 

Aéronautique et astronautique

L'hélium est également utilisé dans les ballons et les dirigeables.Parce que l'hélium est plus léger que l'air, les dirigeables et les ballons sont remplis d'hélium.L'hélium a l'avantage d'être ininflammable, bien que l'hydrogène soit plus flottant et ait un taux d'échappement plus faible de la membrane.Une autre utilisation secondaire est dans la technologie des fusées, où l'hélium est utilisé comme milieu de perte pour déplacer le carburant et l'oxydant dans les réservoirs de stockage et condenser l'hydrogène et l'oxygène pour fabriquer du carburant pour fusée.Il pourrait également être utilisé pour éliminer le carburant et l'oxydant de l'équipement de support au sol avant le lancement, et pourrait pré-refroidir l'hydrogène liquide dans le vaisseau spatial.Dans la fusée Saturn V utilisée dans le programme Apollo, environ 370 000 mètres cubes (13 millions de pieds cubes) d'hélium étaient nécessaires pour le lancement.

 

Détection de fuite de pipeline et analyse de détection

Une autre utilisation industrielle de l'hélium est la détection de fuites.La détection des fuites est utilisée pour détecter les fuites dans les systèmes contenant des liquides et des gaz.Parce que l'hélium se diffuse à travers les solides trois fois plus vite que l'air, il est utilisé comme gaz traceur pour détecter les fuites dans les équipements à vide poussé (tels que les réservoirs cryogéniques) et les cuves à haute pression.L'objet est placé dans une chambre, qui est ensuite évacuée et remplie d'hélium.Même à des taux de fuite aussi faibles que 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s), l'hélium qui s'échappe par la fuite peut être détecté par un appareil sensible (un spectromètre de masse à l'hélium).La procédure de mesure est généralement automatisée et s'appelle le test d'intégration à l'hélium.Une autre méthode plus simple consiste à remplir l'objet en question d'hélium et à rechercher manuellement les fuites à l'aide d'un appareil portatif.

L'hélium est utilisé pour la détection des fuites car c'est la plus petite molécule et c'est une molécule monoatomique, donc l'hélium fuit facilement.L'hélium gazeux est rempli dans l'objet lors de la détection de fuite, et si une fuite se produit, le spectromètre de masse à l'hélium sera capable de détecter l'emplacement de la fuite.L'hélium peut être utilisé pour détecter les fuites dans les fusées, les réservoirs de carburant, les échangeurs de chaleur, les conduites de gaz, l'électronique, les tubes de TÉLÉVISION et d'autres composants de fabrication.La détection de fuites à l'hélium a été utilisée pour la première fois lors du projet Manhattan pour détecter les fuites dans les usines d'enrichissement d'uranium.L'hélium de détection de fuites peut être remplacé par de l'hydrogène, de l'azote ou un mélange d'hydrogène et d'azote.

 

Soudage et travail des métaux

L'hélium gazeux est utilisé comme gaz protecteur dans le soudage à l'arc et le soudage à l'arc plasma en raison de son énergie potentielle d'ionisation plus élevée que celle des autres atomes.Le gaz d'hélium autour de la soudure empêche le métal de s'oxyder à l'état fondu.L'énergie potentielle d'ionisation élevée de l'hélium permet le soudage à l'arc plasma de métaux différents utilisés dans la construction, la construction navale et l'aérospatiale, tels que le titane, le zirconium, le magnésium et les alliages d'aluminium.Bien que l'hélium contenu dans le gaz de protection puisse être remplacé par de l'argon ou de l'hydrogène, certains matériaux (comme l'hélium de titane) ne peuvent pas être remplacés pour le soudage à l'arc plasma.Parce que l'hélium est le seul gaz sûr à haute température.

L'un des domaines de développement les plus actifs est le soudage de l'acier inoxydable.L'hélium est un gaz inerte, ce qui signifie qu'il ne subit aucune réaction chimique lorsqu'il est exposé à d'autres substances.Cette caractéristique est particulièrement importante dans les gaz de protection de soudage.

L'hélium conduit également bien la chaleur.C'est pourquoi il est couramment utilisé dans les soudures où un apport de chaleur plus élevé est nécessaire pour améliorer la mouillabilité de la soudure.L'hélium est également utile pour les excès de vitesse.

L'hélium est généralement mélangé avec de l'argon en quantités variables dans le mélange de gaz protecteur pour tirer pleinement parti des bonnes propriétés des deux gaz.L'hélium, par exemple, agit comme un gaz protecteur pour aider à fournir des modes de pénétration plus larges et moins profonds pendant le soudage.Mais l'hélium ne fournit pas le nettoyage que l'argon fait.

En conséquence, les fabricants de métaux envisagent souvent de mélanger de l'argon avec de l'hélium dans le cadre de leur processus de travail.Pour le soudage à l'arc sous protection gazeuse, l'hélium peut représenter 25 % à 75 % du mélange gazeux dans le mélange hélium/argon.En ajustant la composition du mélange de gaz protecteur, le soudeur peut influencer la répartition de la chaleur de la soudure, qui à son tour affecte la forme de la section transversale du métal fondu et la vitesse de soudage.

 

Industrie des semi-conducteurs électroniques

En tant que gaz inerte, l'hélium est si stable qu'il ne réagit pratiquement pas avec les autres éléments.Cette propriété le rend utilisé comme bouclier dans le soudage à l'arc (pour éviter la contamination de l'oxygène dans l'air).L'hélium a également d'autres applications critiques, telles que la fabrication de semi-conducteurs et de fibres optiques.De plus, il peut remplacer l'azote en plongée profonde pour éviter la formation de bulles d'azote dans le sang, prévenant ainsi le mal de la plongée.

 

Volume des ventes mondiales d'hélium (2016-2027)

Le marché mondial de l'hélium a atteint 1825,37 millions de dollars américains en 2020 et devrait atteindre 2742,04 millions de dollars américains en 2027, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 5,65% (2021-2027).L'industrie a une grande incertitude dans les années à venir.Les données prévisionnelles pour 2021-2027 dans ce document sont basées sur l'évolution historique des dernières années, les opinions d'experts de l'industrie et les opinions d'analystes dans ce document.

L'industrie de l'hélium est très concentrée, provient de ressources naturelles et compte un nombre limité de fabricants mondiaux, principalement aux États-Unis, en Russie, au Qatar et en Algérie.Dans le monde, le secteur de la consommation est concentré aux États-Unis, en Chine et en Europe, etc.Les États-Unis ont une longue histoire et une position inébranlable dans l'industrie.

De nombreuses entreprises ont plusieurs usines, mais elles ne sont généralement pas proches de leurs marchés de consommation cibles.Par conséquent, le produit a un coût de transport élevé.

Depuis les cinq premières années, la production a augmenté très lentement.L'hélium est une source d'énergie non renouvelable et des politiques sont en place dans les pays producteurs pour garantir son utilisation continue.Certains prédisent que l'hélium s'épuisera dans le futur.

L'industrie a une forte proportion d'importations et d'exportations.Presque tous les pays utilisent de l'hélium, mais seuls quelques-uns ont des réserves d'hélium.

L'hélium a un large éventail d'utilisations et sera disponible dans de plus en plus de domaines.Compte tenu de la rareté des ressources naturelles, la demande d'hélium est susceptible d'augmenter à l'avenir, nécessitant des alternatives appropriées.Les prix de l'hélium devraient continuer à augmenter de 2021 à 2026, passant de 13,53 $/m3 (2020) à 19,09 $/m3 (2027).

L'industrie est affectée par l'économie et la politique.À mesure que l'économie mondiale se redresse, de plus en plus de personnes sont préoccupées par l'amélioration des normes environnementales, en particulier dans les régions sous-développées à forte population et à croissance économique rapide, la demande d'hélium augmentera.

À l'heure actuelle, les principaux fabricants mondiaux sont Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz) et Gazprom (Ru), etc. En 2020, la part des ventes des 6 principaux fabricants dépassera 74 %.On s'attend à ce que la concurrence dans l'industrie devienne plus intense au cours des prochaines années.

 

Équipement cryogénique HL

En raison de la rareté des ressources d'hélium liquide et de la hausse des prix, il est important de réduire la perte et la récupération d'hélium liquide dans son processus d'utilisation et de transport.

HL Cryogenic Equipment, qui a été fondée en 1992, est une marque affiliée à HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd.HL Cryogenic Equipment s'engage à concevoir et à fabriquer le système de tuyauterie cryogénique isolé sous vide poussé et l'équipement de support connexe pour répondre aux divers besoins des clients.Le tuyau isolé sous vide et le tuyau flexible sont construits dans un vide poussé et des matériaux isolés spéciaux multi-écrans multicouches, et passent par une série de traitements techniques extrêmement stricts et un traitement sous vide poussé, qui est utilisé pour le transfert d'oxygène liquide, d'azote liquide , argon liquide, hydrogène liquide, hélium liquide, gaz éthylène liquéfié LEG et gaz naturel liquéfié GNL.

La série de produits Tuyau à enveloppe sous vide, Tuyau à enveloppe sous vide, Vanne à enveloppe sous vide et Séparateur de phase de HL Cryogenic Equipment Company, qui a subi une série de traitements techniques extrêmement stricts, est utilisée pour le transfert d'oxygène liquide, d'azote liquide, d'argon liquide, l'hydrogène liquide, l'hélium liquide, le LEG et le GNL, et ces produits sont utilisés pour les équipements cryogéniques (par exemple, les réservoirs cryogéniques, les dewars et les boîtes froides, etc.) dans les industries de la séparation de l'air, des gaz, de l'aviation, de l'électronique, des supraconducteurs, des puces, de l'assemblage automatisé, de l'alimentation et boissons, pharmacie, hôpital, biobanque, caoutchouc, fabrication de nouveaux matériaux génie chimique, fer et acier, recherche scientifique, etc.

HL Cryogenic Equipment Company est devenu le fournisseur/vendeur qualifié de Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani et Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), etc.


Heure de publication : 28 mars 2022