글로벌 액체 헬륨 및 헬륨 가스 시장의 현재 상황 및 향후 개발 동향

헬륨은 기호 He와 원자 번호 2를 갖는 화학 원소입니다. 희소 대기 가스이며 무색, 무미, 무미, 무독성, 불연성이며 물에 약간만 용해됩니다.대기 중 헬륨 농도는 부피 백분율로 5.24 x 10-4입니다.그것은 모든 원소 중 가장 낮은 끓는점과 녹는점을 가지고 있으며 극도로 추운 조건을 제외하고는 기체로만 존재합니다.

헬륨은 주로 기체 또는 액체 헬륨으로 운송되며 원자로, 반도체, 레이저, 전구, 초전도, 계측, 반도체 및 광섬유, 극저온, MRI 및 R&D 실험실 연구에 사용됩니다.

 

저온 콜드 소스

헬륨은 자기 공명 영상(MRI), 핵 자기 공명(NMR) 분광법, 초전도 양자 입자 가속기, 대형 하드론 충돌기, 간섭계(SQUID), 전자 스핀 공명(ESR)과 같은 극저온 냉각 소스의 극저온 냉각제로 사용됩니다. 및 초전도 자기 에너지 저장(SMES), MHD 초전도 발전기, 초전도 센서, 전력 전송, 자기 부상 운송, 질량 분석기, 초전도 자석, 강한 자기장 분리기, 핵융합로 및 기타 극저온 연구를 위한 환형 필드 초전도 자석.헬륨은 극저온 초전도체 물질과 자석을 절대 영도에 가깝게 냉각시켜 초전도체의 저항이 갑자기 0으로 떨어집니다.초전도체의 매우 낮은 저항은 더 강력한 자기장을 생성합니다.병원에서 사용하는 MRI 장비의 경우 자기장이 강할수록 방사선 영상의 디테일이 살아납니다.

헬륨은 녹는점과 끓는점이 가장 낮고 대기압과 0K에서 응고하지 않으며 화학적으로 불활성이어서 다른 물질과의 반응이 거의 불가능하기 때문에 과냉각제로 사용됩니다.또한 헬륨은 2.2켈빈 이하에서 초유체 상태가 됩니다.지금까지 고유한 초고속 이동성은 어떤 산업 응용 분야에서도 활용되지 않았습니다.17켈빈 이하의 온도에서는 극저온 공급원의 냉매로서 헬륨을 대체할 수 없습니다.

 

항공 및 우주

헬륨은 풍선과 비행선에도 사용됩니다.헬륨은 공기보다 가볍기 때문에 비행선과 풍선은 헬륨으로 채워져 있습니다.헬륨은 불연성이라는 장점이 있지만, 수소는 부력이 더 강하고 멤브레인에서 빠져나가는 속도가 더 낮습니다.또 다른 2차 용도는 헬륨이 손실 매체로 사용되어 저장 탱크에서 연료와 산화제를 대체하고 수소와 산소를 응축하여 로켓 연료를 만드는 로켓 기술입니다.또한 발사 전에 지상 지원 장비에서 연료와 산화제를 제거하는 데 사용할 수 있으며 우주선의 액체 수소를 사전 냉각할 수 있습니다.아폴로 프로그램에 사용된 새턴 V 로켓은 발사에 약 37만 입방미터(1300만 입방피트)의 헬륨이 필요했다.

 

파이프라인 누출 감지 및 감지 분석

헬륨의 또 다른 산업 용도는 누출 감지입니다.누출 감지는 액체 및 가스가 포함된 시스템의 누출을 감지하는 데 사용됩니다.헬륨은 공기보다 3배 빠르게 고체를 통해 확산되기 때문에 고진공 장비(예: 극저온 탱크) 및 고압 용기의 누출을 감지하는 추적 가스로 사용됩니다.개체는 챔버에 배치된 다음 비워지고 헬륨으로 채워집니다.10-9 mbar•L/s(10-10 Pa•m3 / s)만큼 낮은 누출률에서도 누출을 통해 빠져나가는 헬륨은 민감한 장치(헬륨 질량 분석기)로 감지할 수 있습니다.측정 절차는 일반적으로 자동화되며 헬륨 통합 테스트라고 합니다.또 다른 간단한 방법은 해당 물체를 헬륨으로 채우고 휴대용 장치를 사용하여 누출을 수동으로 검색하는 것입니다.

헬륨은 가장 작은 분자이고 단원자 분자이기 때문에 누출 감지에 사용되므로 헬륨이 쉽게 누출됩니다.누출 감지 시 헬륨 가스가 물체에 채워지며, 누출이 발생하면 헬륨 질량 분석기가 누출 위치를 감지할 수 있습니다.헬륨은 로켓, 연료 탱크, 열 교환기, 가스관, 전자 장치, 텔레비전 튜브 및 기타 제조 부품의 누출을 감지하는 데 사용할 수 있습니다.헬륨을 사용한 누출 감지는 맨하탄 프로젝트에서 우라늄 농축 공장의 누출을 감지하기 위해 처음 사용되었습니다.누출 감지 헬륨은 수소, 질소 또는 수소와 질소의 혼합물로 대체될 수 있습니다.

 

용접 및 금속 가공

헬륨 가스는 다른 원자보다 이온화 위치 에너지가 높기 때문에 아크 용접 및 플라즈마 아크 용접에서 보호 가스로 사용됩니다.용접부 주변의 헬륨 가스는 용융 상태에서 금속이 산화되는 것을 방지합니다.헬륨의 높은 이온화 포텐셜 에너지는 티타늄, 지르코늄, 마그네슘 및 알루미늄 합금과 같은 건설, 조선 및 항공 우주에 사용되는 이종 금속의 플라즈마 아크 용접을 허용합니다.차폐 가스의 헬륨은 아르곤이나 수소로 대체할 수 있지만 일부 재료(예: 티타늄 헬륨)는 플라즈마 아크 용접에서 대체할 수 없습니다.헬륨은 고온에서 안전한 유일한 가스이기 때문입니다.

가장 활발한 개발 분야 중 하나는 스테인리스강 용접입니다.헬륨은 불활성 기체로 다른 물질에 노출되어도 화학 반응을 일으키지 않습니다.이 특성은 용접 보호 가스에서 특히 중요합니다.

헬륨은 또한 열을 잘 전달합니다.이것이 용접의 습윤성을 개선하기 위해 더 높은 열 입력이 필요한 용접에 일반적으로 사용되는 이유입니다.헬륨은 과속에도 유용합니다.

헬륨은 일반적으로 두 가스의 우수한 특성을 최대한 활용하기 위해 보호 가스 혼합물에서 다양한 양으로 아르곤과 혼합됩니다.예를 들어 헬륨은 보호 가스 역할을 하여 용접 중에 더 넓고 얕은 침투 모드를 제공하는 데 도움이 됩니다.그러나 헬륨은 아르곤이 하는 청소를 제공하지 않습니다.

결과적으로 금속 제조업체는 종종 아르곤과 헬륨을 작업 공정의 일부로 혼합하는 것을 고려합니다.가스 차폐 금속 아크 용접의 경우 헬륨은 헬륨/아르곤 혼합물에서 가스 혼합물의 25% ~ 75%를 구성할 수 있습니다.보호 가스 혼합물의 구성을 조정함으로써 용접기는 용접부의 열 분포에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 다시 용접 금속 단면의 모양과 용접 속도에 영향을 미칩니다.

 

전자 반도체 산업

불활성 기체인 헬륨은 매우 안정적이어서 다른 원소와 거의 반응하지 않습니다.이 특성으로 인해 아크 용접에서 실드로 사용됩니다(공기 중 산소 오염 방지).헬륨은 또한 반도체 및 광섬유 제조와 같은 다른 중요한 응용 분야에 사용됩니다.또한 심해 잠수 시 질소를 대체하여 혈류에 질소 기포가 형성되는 것을 방지하여 잠수 멀미를 예방할 수 있습니다.

 

글로벌 헬륨 판매량(2016-2027)

글로벌 헬륨 시장은 2020년에 18억 2,537만 달러에 이르렀고 2027년에는 2억 7,4204만 달러에 도달할 것으로 예상되며, 연평균 복합 성장률(CAGR)은 5.65%(2021-2027)입니다.업계는 향후 몇 년 동안 큰 불확실성을 안고 있습니다.이 백서의 2021-2027년 예측 데이터는 지난 몇 년간의 역사적 발전, 업계 전문가의 의견 및 이 백서의 분석가의 의견을 기반으로 합니다.

헬륨 산업은 천연 자원에서 공급되는 고도로 집중되어 있으며 주로 미국, 러시아, 카타르 및 알제리에 글로벌 제조업체가 제한되어 있습니다.세계적으로 소비자 부문은 미국, 중국, 유럽 등에 집중되어 있습니다.미국은 산업에서 오랜 역사와 흔들리지 않는 위치를 가지고 있습니다.

많은 회사가 여러 공장을 가지고 있지만 일반적으로 목표 소비자 시장에 가깝지 않습니다.따라서 제품의 운송 비용이 높습니다.

처음 5년 동안 생산량은 매우 느리게 증가했습니다.헬륨은 재생 불가능한 에너지원이며 생산국에서는 헬륨을 계속 사용할 수 있도록 하는 정책이 시행되고 있습니다.일부에서는 미래에 헬륨이 고갈될 것이라고 예측합니다.

산업은 수입과 수출의 비중이 높습니다.거의 모든 국가에서 헬륨을 사용하지만 헬륨 매장량을 보유한 국가는 소수에 불과합니다.

헬륨은 다양한 용도로 사용되며 점점 더 많은 분야에서 사용할 수 있습니다.천연 자원의 희소성을 감안할 때 헬륨에 대한 수요는 미래에 증가할 가능성이 높으며 적절한 대안이 필요합니다.헬륨 가격은 $13.53/m3(2020)에서 $19.09/m3(2027)까지 2021년부터 2026년까지 계속 상승할 것으로 예상됩니다.

산업은 경제와 정책의 영향을 받습니다.세계 경제가 회복됨에 따라 점점 더 많은 사람들이 환경 기준 개선에 대해 우려하고 있으며, 특히 인구가 많고 경제 성장이 빠른 저개발 지역에서는 헬륨에 대한 수요가 증가할 것입니다.

현재 주요 글로벌 제조업체로는 Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide(Dz) 및 Gazprom(Ru) 등이 있습니다. 2020년에는 상위 6개 제조업체의 판매 점유율이 74%를 넘어설 것입니다.향후 몇 년 동안 업계의 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상됩니다.

 

HL 극저온 장비

액체 헬륨 자원의 부족과 가격 상승으로 인해 사용 및 운송 과정에서 액체 헬륨의 손실 및 회수를 줄이는 것이 중요합니다.

1992년 설립된 HL Cryogenic Equipment는 HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd.의 계열사 브랜드입니다.HL Cryogenic Equipment는 고객의 다양한 요구를 충족시키기 위해 고진공 단열 초저온 배관 시스템 및 관련 지원 장비의 설계 및 제조에 전념하고 있습니다.진공단열관과 후렉시블호스는 고진공, 다층다층 특수절연재로 제작되어 일련의 극도로 엄격한 기술처리와 고진공처리를 거쳐 액체산소, 액체질소 이송에 사용됩니다. , 액체 아르곤, 액체 수소, 액체 헬륨, 액화 에틸렌 가스 LEG 및 액화 천연 가스 LNG.

극도로 엄격한 일련의 기술 처리를 거친 HL Cryogenic Equipment Company의 진공 자켓 파이프, 진공 자켓 호스, 진공 자켓 밸브 및 위상 분리기의 제품 시리즈는 액체 산소, 액체 질소, 액체 아르곤, 액체수소, 액체헬륨, LEG, LNG 등이 있으며, 이들 제품은 공기 분리, 가스, 항공, 전자, 초전도체, 칩, 자동화 조립, 식품 및 음료, 약국, 병원, 바이오뱅크, 고무, 신소재 제조 화공, 철강, 과학연구 등

HL Cryogenic Equipment Company는 Linde, Air Liquide, Air Products(AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani 및 Hangzhou Oxygen Plant Group(Hangyang) 등의 적격 공급업체/판매업체가 되었습니다.


게시 시간: 2022년 3월 28일