హీలియం అనేది He మరియు పరమాణు సంఖ్య 2తో కూడిన రసాయన మూలకం. ఇది అరుదైన వాతావరణ వాయువు, రంగులేని, రుచిలేని, రుచిలేని, విషపూరితం కాని, మంటలేనిది, నీటిలో కొద్దిగా మాత్రమే కరుగుతుంది. వాల్యూమ్ శాతం ప్రకారం వాతావరణంలో హీలియం సాంద్రత 5.24 x 10-4. ఇది ఏదైనా మూలకం యొక్క అతి తక్కువ మరిగే మరియు ద్రవీభవన బిందువులను కలిగి ఉంటుంది మరియు అతి శీతల పరిస్థితులలో మినహా వాయువుగా మాత్రమే ఉంటుంది.

హీలియం ప్రధానంగా వాయు లేదా ద్రవ హీలియం వలె రవాణా చేయబడుతుంది మరియు అణు రియాక్టర్లు, సెమీకండక్టర్లు, లేజర్లు, లైట్ బల్బులు, సూపర్ కండక్టివిటీ, ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్, సెమీకండక్టర్స్ మరియు ఫైబర్ ఆప్టిక్స్, క్రయోజెనిక్, MRI మరియు R&D ప్రయోగశాల పరిశోధనలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రత శీతల మూలం

మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ (MRI), న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ (NMR) స్పెక్ట్రోస్కోపీ, సూపర్ కండక్టింగ్ క్వాంటం పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్, లార్జ్ హాడ్రాన్ కొలైడర్, ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ (SQUID), ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్ రెసొనెన్స్ (ESR) వంటి క్రయోజెనిక్ శీతలీకరణ మూలాల కోసం హీలియం క్రయోజెనిక్ శీతలకరణిగా ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు సూపర్ కండక్టింగ్ మాగ్నెటిక్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ (SMES), MHD సూపర్ కండక్టింగ్ జనరేటర్లు, సూపర్ కండక్టింగ్ సెన్సార్, పవర్ ట్రాన్స్‌మిషన్, మాగ్లేవ్ ట్రాన్స్‌పోర్టేషన్, మాస్ స్పెక్ట్రోమీటర్, సూపర్ కండక్టింగ్ మాగ్నెట్, బలమైన మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సెపరేటర్లు, ఫ్యూజన్ రియాక్టర్‌ల కోసం వార్షిక ఫీల్డ్ సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలు మరియు ఇతర క్రయోజెనిక్ పరిశోధనలు. హీలియం క్రయోజెనిక్ సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాలు మరియు అయస్కాంతాలను సంపూర్ణ సున్నాకి చల్లబరుస్తుంది, ఆ సమయంలో సూపర్ కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన అకస్మాత్తుగా సున్నాకి పడిపోతుంది. సూపర్ కండక్టర్ యొక్క అతి తక్కువ ప్రతిఘటన మరింత శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఆసుపత్రులలో ఉపయోగించే MRI పరికరాల విషయంలో, బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు రేడియోగ్రాఫిక్ చిత్రాలలో మరిన్ని వివరాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

హీలియం అతి తక్కువ ద్రవీభవన మరియు మరిగే బిందువులను కలిగి ఉంటుంది, వాతావరణ పీడనం మరియు 0 K వద్ద ఘనీభవించదు మరియు హీలియం రసాయనికంగా జడత్వం కలిగి ఉంటుంది, దీని వలన ఇతర పదార్ధాలతో ప్రతిస్పందించడం దాదాపు అసాధ్యం. అదనంగా, 2.2 కెల్విన్ కంటే హీలియం సూపర్ ఫ్లూయిడ్ అవుతుంది. ఇప్పటి వరకు, ప్రత్యేకమైన అల్ట్రా-మొబిలిటీ ఏ పారిశ్రామిక అప్లికేషన్‌లోనూ ఉపయోగించబడలేదు. 17 కెల్విన్ కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, క్రయోజెనిక్ మూలంలో శీతలకరణిగా హీలియంకు ప్రత్యామ్నాయం లేదు.

ఏరోనాటిక్స్ మరియు ఆస్ట్రోనాటిక్స్

హీలియంను బెలూన్లు మరియు ఎయిర్‌షిప్‌లలో కూడా ఉపయోగిస్తారు. హీలియం గాలి కంటే తేలికైనందున, ఎయిర్‌షిప్‌లు మరియు బెలూన్‌లు హీలియంతో నిండి ఉంటాయి. హీలియం మంటలేనిది, అయినప్పటికీ హైడ్రోజన్ మరింత తేలికగా ఉంటుంది మరియు పొర నుండి తప్పించుకునే రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. మరొక ద్వితీయ ఉపయోగం రాకెట్ టెక్నాలజీలో ఉంది, ఇక్కడ హీలియం ఇంధనం మరియు నిల్వ ట్యాంకుల్లో ఆక్సిడైజర్‌ను స్థానభ్రంశం చేయడానికి నష్ట మాధ్యమంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు రాకెట్ ఇంధనాన్ని తయారు చేయడానికి హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను ఘనీభవిస్తుంది. ప్రయోగానికి ముందు గ్రౌండ్ సపోర్ట్ ఎక్విప్‌మెంట్ నుండి ఇంధనం మరియు ఆక్సిడైజర్‌ను తొలగించడానికి కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు మరియు అంతరిక్ష నౌకలో ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను ముందుగా చల్లబరుస్తుంది. అపోలో ప్రోగ్రామ్‌లో ఉపయోగించిన సాటర్న్ V రాకెట్‌లో, ప్రయోగించడానికి దాదాపు 370,000 క్యూబిక్ మీటర్లు (13 మిలియన్ క్యూబిక్ అడుగులు) హీలియం అవసరం.

పైప్‌లైన్ లీక్ డిటెక్షన్ మరియు డిటెక్షన్ అనాలిసిస్

హీలియం యొక్క మరొక పారిశ్రామిక ఉపయోగం లీక్ డిటెక్షన్. ద్రవాలు మరియు వాయువులను కలిగి ఉన్న సిస్టమ్‌లలో లీక్‌లను గుర్తించడానికి లీక్ డిటెక్షన్ ఉపయోగించబడుతుంది. హీలియం గాలి కంటే మూడు రెట్లు వేగంగా ఘనపదార్థాల ద్వారా వ్యాపిస్తుంది కాబట్టి, అధిక-వాక్యూమ్ పరికరాలు (క్రయోజెనిక్ ట్యాంకులు వంటివి) మరియు అధిక పీడన నాళాలలో లీక్‌లను గుర్తించడానికి ఇది ట్రేసర్ గ్యాస్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. వస్తువు ఒక చాంబర్‌లో ఉంచబడుతుంది, దానిని ఖాళీ చేసి హీలియంతో నింపుతారు. 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3 / s) కంటే తక్కువ లీకేజీ రేట్ల వద్ద కూడా, లీక్ ద్వారా తప్పించుకునే హీలియంను సున్నితమైన పరికరం (హీలియం మాస్ స్పెక్ట్రోమీటర్) ద్వారా గుర్తించవచ్చు. కొలత విధానం సాధారణంగా ఆటోమేటెడ్ మరియు దీనిని హీలియం ఇంటిగ్రేషన్ టెస్ట్ అంటారు. మరొక, సరళమైన పద్ధతి ఏమిటంటే, ప్రశ్నలోని వస్తువును హీలియంతో నింపడం మరియు హ్యాండ్‌హెల్డ్ పరికరాన్ని ఉపయోగించి లీక్‌ల కోసం మానవీయంగా శోధించడం.

హీలియం లీక్ డిటెక్షన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇది అతి చిన్న అణువు మరియు మోనాటమిక్ అణువు, కాబట్టి హీలియం సులభంగా లీక్ అవుతుంది. లీక్ డిటెక్షన్ సమయంలో హీలియం వాయువు ఆబ్జెక్ట్‌లోకి నింపబడుతుంది మరియు లీక్ సంభవించినట్లయితే, హీలియం మాస్ స్పెక్ట్రోమీటర్ లీక్ యొక్క స్థానాన్ని గుర్తించగలదు. రాకెట్లు, ఇంధన ట్యాంకులు, ఉష్ణ వినిమాయకాలు, గ్యాస్ లైన్లు, ఎలక్ట్రానిక్స్, టెలివిజన్ ట్యూబ్‌లు మరియు ఇతర తయారీ భాగాలలో లీక్‌లను గుర్తించేందుకు హీలియం ఉపయోగపడుతుంది. యురేనియం సుసంపన్నం చేసే ప్లాంట్‌లలో లీక్‌లను గుర్తించడానికి మాన్‌హట్టన్ ప్రాజెక్ట్ సమయంలో హీలియం ఉపయోగించి లీక్ డిటెక్షన్ మొదటిసారి ఉపయోగించబడింది. లీక్ డిటెక్షన్ హీలియం హైడ్రోజన్, నైట్రోజన్ లేదా హైడ్రోజన్ మరియు నైట్రోజన్ మిశ్రమంతో భర్తీ చేయబడుతుంది.

వెల్డింగ్ మరియు మెటల్ పని

హీలియం వాయువు ఆర్క్ వెల్డింగ్ మరియు ప్లాస్మా ఆర్క్ వెల్డింగ్‌లో రక్షిత వాయువుగా ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇతర పరమాణువుల కంటే దాని అధిక అయనీకరణ సంభావ్య శక్తి కారణంగా. వెల్డ్ చుట్టూ ఉన్న హీలియం వాయువు కరిగిన స్థితిలో లోహాన్ని ఆక్సీకరణం చేయకుండా నిరోధిస్తుంది. హీలియం యొక్క అధిక అయనీకరణ సంభావ్య శక్తి టైటానియం, జిర్కోనియం, మెగ్నీషియం మరియు అల్యూమినియం మిశ్రమాలు వంటి నిర్మాణం, నౌకానిర్మాణం మరియు అంతరిక్షంలో ఉపయోగించే అసమాన లోహాల ప్లాస్మా ఆర్క్ వెల్డింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది. షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లోని హీలియం ఆర్గాన్ లేదా హైడ్రోజన్ ద్వారా భర్తీ చేయబడినప్పటికీ, ప్లాస్మా ఆర్క్ వెల్డింగ్ కోసం కొన్ని పదార్థాలు (టైటానియం హీలియం వంటివి) భర్తీ చేయబడవు. ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సురక్షితంగా ఉండే వాయువు హీలియం మాత్రమే.

అభివృద్ధి యొక్క అత్యంత చురుకైన ప్రాంతాలలో ఒకటి స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ వెల్డింగ్. హీలియం ఒక జడ వాయువు, అంటే ఇది ఇతర పదార్ధాలకు గురైనప్పుడు ఎటువంటి రసాయన ప్రతిచర్యలకు గురికాదు. వెల్డింగ్ రక్షణ వాయువులలో ఈ లక్షణం చాలా ముఖ్యమైనది.

హీలియం కూడా వేడిని బాగా నిర్వహిస్తుంది. అందుకే ఇది సాధారణంగా వెల్డ్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ వెల్డ్ యొక్క తేమను మెరుగుపరచడానికి అధిక వేడి ఇన్‌పుట్ అవసరం. హీలియం వేగానికి కూడా ఉపయోగపడుతుంది.

హీలియం సాధారణంగా రెండు వాయువుల మంచి లక్షణాల పూర్తి ప్రయోజనాన్ని పొందడానికి రక్షిత వాయువు మిశ్రమంలో వివిధ మొత్తాలలో ఆర్గాన్‌తో కలుపుతారు. హీలియం, ఉదాహరణకు, వెల్డింగ్ సమయంలో విస్తృతమైన మరియు లోతులేని చొచ్చుకుపోయే రీతులను అందించడంలో సహాయపడటానికి రక్షిత వాయువుగా పనిచేస్తుంది. కానీ ఆర్గాన్ చేసే శుభ్రతను హీలియం అందించదు.

ఫలితంగా, మెటల్ తయారీదారులు తరచుగా తమ పని ప్రక్రియలో భాగంగా ఆర్గాన్‌ను హీలియంతో కలపడాన్ని పరిగణిస్తారు. గ్యాస్ షీల్డ్ మెటల్ ఆర్క్ వెల్డింగ్ కోసం, హీలియం/ఆర్గాన్ మిశ్రమంలో గ్యాస్ మిశ్రమంలో 25% నుండి 75% వరకు హీలియం ఉండవచ్చు. రక్షిత గ్యాస్ మిశ్రమం యొక్క కూర్పును సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, వెల్డర్ వెల్డ్ యొక్క ఉష్ణ పంపిణీని ప్రభావితం చేయవచ్చు, ఇది వెల్డ్ మెటల్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క ఆకారాన్ని మరియు వెల్డింగ్ వేగాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఎలక్ట్రానిక్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ

జడ వాయువుగా, హీలియం చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది, అది ఏ ఇతర మూలకాలతోనూ స్పందించదు. ఈ ఆస్తి ఆర్క్ వెల్డింగ్‌లో (గాలిలో ఆక్సిజన్ కలుషితం కాకుండా నిరోధించడానికి) షీల్డ్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. హీలియం సెమీకండక్టర్స్ మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ తయారీ వంటి ఇతర క్లిష్టమైన అనువర్తనాలను కూడా కలిగి ఉంది. అదనంగా, ఇది రక్తప్రవాహంలో నైట్రోజన్ బుడగలు ఏర్పడకుండా నిరోధించడానికి డీప్ డైవింగ్‌లో నైట్రోజన్‌ను భర్తీ చేయగలదు, తద్వారా డైవింగ్ అనారోగ్యాన్ని నివారిస్తుంది.

గ్లోబల్ హీలియం సేల్స్ వాల్యూమ్ (2016-2027)

గ్లోబల్ హీలియం మార్కెట్ 2020లో $1825.37 మిలియన్‌లకు చేరుకుంది మరియు 2027లో US $2742.04 మిలియన్‌లకు చేరుతుందని అంచనా వేయబడింది, సమ్మేళనం వార్షిక వృద్ధి రేటు (CAGR) 5.65% (2021-2027). రాబోయే సంవత్సరాల్లో పరిశ్రమ తీవ్ర అనిశ్చితిని కలిగి ఉంది. ఈ పేపర్‌లోని 2021-2027కి సంబంధించిన సూచన డేటా గత కొన్ని సంవత్సరాల చారిత్రక అభివృద్ధి, పరిశ్రమ నిపుణుల అభిప్రాయాలు మరియు ఈ పేపర్‌లోని విశ్లేషకుల అభిప్రాయాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

హీలియం పరిశ్రమ అత్యంత కేంద్రీకృతమై ఉంది, సహజ వనరుల నుండి తీసుకోబడింది మరియు ప్రధానంగా యునైటెడ్ స్టేట్స్, రష్యా, ఖతార్ మరియు అల్జీరియాలో పరిమిత ప్రపంచ తయారీదారులను కలిగి ఉంది. ప్రపంచంలో, వినియోగదారుల రంగం యునైటెడ్ స్టేట్స్, చైనా మరియు యూరప్ మొదలైన వాటిలో కేంద్రీకృతమై ఉంది. యునైటెడ్ స్టేట్స్ సుదీర్ఘ చరిత్ర మరియు పరిశ్రమలో తిరుగులేని స్థానం కలిగి ఉంది.

చాలా కంపెనీలు అనేక కర్మాగారాలను కలిగి ఉన్నాయి, కానీ అవి సాధారణంగా వారి లక్ష్య వినియోగదారు మార్కెట్‌లకు దగ్గరగా ఉండవు. అందువల్ల, ఉత్పత్తికి అధిక రవాణా ఖర్చు ఉంటుంది.

మొదటి ఐదు సంవత్సరాల నుండి, ఉత్పత్తి చాలా నెమ్మదిగా పెరిగింది. హీలియం ఒక పునరుత్పాదక శక్తి వనరు, మరియు దాని నిరంతర వినియోగాన్ని నిర్ధారించడానికి ఉత్పత్తి దేశాల్లో విధానాలు అమలులో ఉన్నాయి. భవిష్యత్తులో హీలియం అయిపోతుందని కొందరు అంచనా వేస్తున్నారు.

పరిశ్రమ దిగుమతులు మరియు ఎగుమతుల యొక్క అధిక నిష్పత్తిని కలిగి ఉంది. దాదాపు అన్ని దేశాలు హీలియంను ఉపయోగిస్తాయి, అయితే కొన్నింటిలో మాత్రమే హీలియం నిల్వలు ఉన్నాయి.

హీలియం విస్తృతమైన ఉపయోగాలను కలిగి ఉంది మరియు మరిన్ని రంగాలలో అందుబాటులో ఉంటుంది. సహజ వనరుల కొరత దృష్ట్యా, హీలియం కోసం డిమాండ్ భవిష్యత్తులో పెరిగే అవకాశం ఉంది, దీనికి తగిన ప్రత్యామ్నాయాలు అవసరం. హీలియం ధరలు 2021 నుండి 2026 వరకు, $13.53 / m3 (2020) నుండి $19.09 / m3 (2027) వరకు పెరుగుతాయని భావిస్తున్నారు.

పరిశ్రమ ఆర్థిక శాస్త్రం మరియు విధానం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. ప్రపంచ ఆర్థిక వ్యవస్థ పుంజుకోవడంతో, ఎక్కువ మంది ప్రజలు పర్యావరణ ప్రమాణాలను మెరుగుపరచడం గురించి ఆందోళన చెందుతున్నారు, ముఖ్యంగా పెద్ద జనాభా మరియు వేగవంతమైన ఆర్థిక వృద్ధితో అభివృద్ధి చెందని ప్రాంతాలలో, హీలియం కోసం డిమాండ్ పెరుగుతుంది.

ప్రస్తుతం, ప్రధాన గ్లోబల్ తయారీదారులలో రాస్‌గాస్, లిండే గ్రూప్, ఎయిర్ కెమికల్, ఎక్సాన్‌మొబిల్, ఎయిర్ లిక్విడ్ (Dz) మరియు గాజ్‌ప్రోమ్ (రు) మొదలైనవి ఉన్నాయి. 2020లో, టాప్ 6 తయారీదారుల విక్రయాల వాటా 74% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. రాబోయే కొన్నేళ్లలో ఇండస్ట్రీలో పోటీ మరింత ముదురుతుందని అంచనా వేస్తున్నారు.

HL క్రయోజెనిక్ పరికరాలు

ద్రవ హీలియం వనరుల కొరత మరియు పెరుగుతున్న ధర కారణంగా, దాని ఉపయోగం మరియు రవాణా ప్రక్రియలో ద్రవ హీలియం యొక్క నష్టాన్ని మరియు రికవరీని తగ్గించడం చాలా ముఖ్యం.

1992లో స్థాపించబడిన హెచ్‌ఎల్ క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ అనేది హెచ్‌ఎల్ క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ కంపెనీ క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ కో., లిమిటెడ్‌కు అనుబంధంగా ఉన్న బ్రాండ్. HL క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ కస్టమర్‌ల వివిధ అవసరాలను తీర్చడానికి హై వాక్యూమ్ ఇన్సులేటెడ్ క్రయోజెనిక్ పైపింగ్ సిస్టమ్ మరియు సంబంధిత సపోర్ట్ ఎక్విప్‌మెంట్ రూపకల్పన మరియు తయారీకి కట్టుబడి ఉంది. వాక్యూమ్ ఇన్సులేటెడ్ పైప్ మరియు ఫ్లెక్సిబుల్ హోస్ అధిక వాక్యూమ్ మరియు మల్టీ-లేయర్ మల్టీ-స్క్రీన్ ప్రత్యేక ఇన్సులేటెడ్ మెటీరియల్స్‌లో నిర్మించబడ్డాయి మరియు చాలా కఠినమైన సాంకేతిక చికిత్సలు మరియు అధిక వాక్యూమ్ ట్రీట్‌మెంట్ ద్వారా వెళుతుంది, ఇది ద్రవ ఆక్సిజన్, ద్రవ నత్రజని బదిలీ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. , ద్రవ ఆర్గాన్, ద్రవ హైడ్రోజన్, ద్రవ హీలియం, ద్రవీకృత ఇథిలీన్ వాయువు LEG మరియు ద్రవీకృత ప్రకృతి వాయువు LNG.

HL క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ కంపెనీలో వాక్యూమ్ జాకెట్డ్ పైప్, వాక్యూమ్ జాకెట్డ్ హోస్, వాక్యూమ్ జాకెట్డ్ వాల్వ్ మరియు ఫేజ్ సెపరేటర్ యొక్క ఉత్పత్తి శ్రేణి, ఇది చాలా కఠినమైన సాంకేతిక చికిత్సల శ్రేణి ద్వారా లిక్విడ్ ఆక్సిజన్, లిక్విడ్ నైట్రోజన్, లిక్విడ్ ఆర్గాన్ బదిలీకి ఉపయోగించబడుతుంది. ద్రవ హైడ్రోజన్, లిక్విడ్ హీలియం, LEG మరియు LNG, మరియు ఈ ఉత్పత్తులు గాలిని వేరు చేయడం, వాయువులు, విమానయానం, ఎలక్ట్రానిక్స్, సూపర్ కండక్టర్, చిప్స్, ఆటోమేషన్ అసెంబ్లీ, ఆహారం & పరిశ్రమలలో క్రయోజెనిక్ పరికరాల కోసం (ఉదా. క్రయోజెనిక్ ట్యాంకులు, డివార్‌లు మరియు కోల్డ్‌బాక్స్‌లు మొదలైనవి) సేవలను అందిస్తాయి. పానీయం, ఫార్మసీ, హాస్పిటల్, బయోబ్యాంక్, రబ్బరు, కొత్త మెటీరియల్ తయారీ రసాయన ఇంజనీరింగ్, ఇనుము & ఉక్కు మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధన మొదలైనవి.

Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani మరియు Hangzhou ఆక్సిజన్ ప్లాంట్ గ్రూప్ (Hangyang) మొదలైన వాటికి HL క్రయోజెనిక్ ఎక్విప్‌మెంట్ కంపెనీ అర్హత కలిగిన సరఫరాదారు/విక్రయదారుగా మారింది.