હિલિયમ એ પ્રતીક He અને અણુ ક્રમાંક 2 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. તે એક દુર્લભ વાતાવરણીય વાયુ છે, રંગહીન, સ્વાદહીન, સ્વાદહીન, બિન-ઝેરી, બિન-જ્વલનશીલ, પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય છે. વાતાવરણમાં હિલીયમની સાંદ્રતા વોલ્યુમની ટકાવારી દ્વારા 5.24 x 10-4 છે. તે કોઈપણ તત્વના સૌથી નીચા ઉત્કલન અને ગલનબિંદુ ધરાવે છે, અને અત્યંત ઠંડી પરિસ્થિતિઓ સિવાય તે માત્ર ગેસ તરીકે જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

હિલીયમ મુખ્યત્વે વાયુયુક્ત અથવા પ્રવાહી હિલીયમ તરીકે વહન કરવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટર, સેમિકન્ડક્ટર, લેસર, લાઇટ બલ્બ, સુપરકન્ડક્ટિવિટી, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ, ક્રાયોજેનિક, MRI અને R&D લેબોરેટરી સંશોધનમાં થાય છે.

નીચા તાપમાન શીત સ્ત્રોત

હિલીયમનો ઉપયોગ ક્રાયોજેનિક ઠંડક સ્ત્રોતો માટે ક્રાયોજેનિક શીતક તરીકે થાય છે, જેમ કે મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (MRI), ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (NMR) સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, સુપરકન્ડક્ટીંગ ક્વોન્ટમ પાર્ટિકલ એક્સિલરેટર, લાર્જ હેડ્રોન કોલાઈડર, ઇન્ટરફેરોમીટર (SQUID), ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ (RES) અને સુપરકન્ડક્ટિંગ મેગ્નેટિક એનર્જી સ્ટોરેજ (SMES), MHD સુપરકન્ડક્ટિંગ જનરેટર્સ, સુપરકન્ડક્ટિંગ સેન્સર, પાવર ટ્રાન્સમિશન, મેગ્લેવ ટ્રાન્સપોર્ટેશન, માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર, સુપરકન્ડક્ટિંગ મેગ્નેટ, મજબૂત ચુંબકીય ફિલ્ડ સેપરેટર્સ, ફ્યુઝન રિએક્ટર્સ અને અન્ય ક્રાયોજેનિક સંશોધન માટે એન્યુલર ફીલ્ડ સુપરકન્ડક્ટિંગ મેગ્નેટ. હિલિયમ ક્રાયોજેનિક સુપરકન્ડક્ટિંગ સામગ્રી અને ચુંબકને નિરપેક્ષ શૂન્ય સુધી ઠંડુ કરે છે, તે સમયે સુપરકન્ડક્ટરનો પ્રતિકાર અચાનક શૂન્ય થઈ જાય છે. સુપરકન્ડક્ટરનો ખૂબ ઓછો પ્રતિકાર વધુ શક્તિશાળી ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. હોસ્પિટલોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા MRI સાધનોના કિસ્સામાં, મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેડિયોગ્રાફિક ઈમેજીસમાં વધુ વિગત ઉત્પન્ન કરે છે.

હિલીયમનો ઉપયોગ સુપર શીતક તરીકે થાય છે કારણ કે હિલીયમમાં સૌથી નીચા ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ હોય છે, તે વાતાવરણીય દબાણ અને 0 K પર નક્કર થતું નથી, અને હિલીયમ રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે, જે અન્ય પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાનું લગભગ અશક્ય બનાવે છે. વધુમાં, હિલીયમ 2.2 કેલ્વિનથી નીચે અતિપ્રવાહી બને છે. અત્યાર સુધી, કોઈપણ ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનમાં અનન્ય અલ્ટ્રા-ગતિશીલતાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો નથી. 17 કેલ્વિનથી નીચેના તાપમાને, ક્રાયોજેનિક સ્ત્રોતમાં રેફ્રિજન્ટ તરીકે હિલીયમનો કોઈ વિકલ્પ નથી.

એરોનોટિક્સ અને એસ્ટ્રોનોટિક્સ

બલૂન અને એરશીપમાં પણ હિલીયમનો ઉપયોગ થાય છે. કારણ કે હિલીયમ હવા કરતા હળવા હોય છે, એરશીપ્સ અને ફુગ્ગાઓ હિલીયમથી ભરેલા હોય છે. હિલીયમ બિન-જ્વલનશીલ હોવાનો ફાયદો ધરાવે છે, જો કે હાઇડ્રોજન વધુ ઉત્તેજક છે અને પટલમાંથી બહાર નીકળવાનો દર ઓછો છે. અન્ય ગૌણ ઉપયોગ રોકેટ ટેક્નોલોજીમાં છે, જ્યાં હિલીયમનો ઉપયોગ સંગ્રહ ટાંકીમાં બળતણ અને ઓક્સિડાઇઝરને વિસ્થાપિત કરવા અને રોકેટ ઇંધણ બનાવવા માટે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનને ઘટ્ટ કરવા માટે નુકશાન માધ્યમ તરીકે થાય છે. તેનો ઉપયોગ લોંચ પહેલા ગ્રાઉન્ડ સપોર્ટ સાધનોમાંથી બળતણ અને ઓક્સિડાઇઝરને દૂર કરવા માટે પણ થઈ શકે છે અને અવકાશયાનમાં પ્રવાહી હાઇડ્રોજનને પ્રી-કૂલ કરી શકે છે. એપોલો પ્રોગ્રામમાં ઉપયોગમાં લેવાતા શનિ વી રોકેટમાં, લોન્ચ કરવા માટે લગભગ 370,000 ઘન મીટર (13 મિલિયન ઘન ફૂટ) હિલીયમની જરૂર હતી.

પાઇપલાઇન લીક ડિટેક્શન અને ડિટેક્શન એનાલિસિસ

હિલીયમનો બીજો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ લીક ડિટેક્શન છે. લીક ડિટેક્શનનો ઉપયોગ પ્રવાહી અને વાયુઓ ધરાવતી સિસ્ટમમાં લીક શોધવા માટે થાય છે. કારણ કે હિલીયમ ઘન પદાર્થો દ્વારા હવા કરતાં ત્રણ ગણી ઝડપથી પ્રસરે છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ શૂન્યાવકાશ સાધનો (જેમ કે ક્રાયોજેનિક ટાંકી) અને ઉચ્ચ દબાણવાળા જહાજોમાં લીકને શોધવા માટે ટ્રેસર ગેસ તરીકે થાય છે. ઑબ્જેક્ટને ચેમ્બરમાં મૂકવામાં આવે છે, જે પછી ખાલી કરવામાં આવે છે અને હિલીયમથી ભરવામાં આવે છે. 10-9 mbar•L/s (10-10 Pa•m3/s) જેટલા નીચા લિકેજ દરે પણ, લિકેજમાંથી નીકળતું હિલીયમ સંવેદનશીલ ઉપકરણ (એક હિલીયમ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર) દ્વારા શોધી શકાય છે. માપન પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે સ્વચાલિત હોય છે અને તેને હિલીયમ સંકલન પરીક્ષણ કહેવામાં આવે છે. બીજી, સરળ પદ્ધતિ એ છે કે પ્રશ્નમાં રહેલા ઑબ્જેક્ટને હિલીયમથી ભરવું અને હેન્ડહેલ્ડ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને મેન્યુઅલી લીક માટે શોધ કરવી.

હિલીયમનો ઉપયોગ લીક શોધવા માટે થાય છે કારણ કે તે સૌથી નાનો પરમાણુ છે અને મોનોટોમિક પરમાણુ છે, તેથી હિલીયમ સરળતાથી લીક થાય છે. લિક ડિટેક્શન દરમિયાન ઓબ્જેક્ટમાં હિલીયમ ગેસ ભરવામાં આવે છે, અને જો લીક થાય છે, તો હિલીયમ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર લીકનું સ્થાન શોધી શકશે. હિલિયમનો ઉપયોગ રોકેટ, ફ્યુઅલ ટેન્ક, હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ, ગેસ લાઇન, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ટેલિવિઝન ટ્યુબ અને અન્ય ઉત્પાદન ઘટકોમાં લીક શોધવા માટે થઈ શકે છે. યુરેનિયમ સંવર્ધન પ્લાન્ટમાં લીક શોધવા માટે હિલીયમનો ઉપયોગ કરીને લીક ડિટેક્શનનો ઉપયોગ સૌપ્રથમવાર મેનહટન પ્રોજેક્ટ દરમિયાન કરવામાં આવ્યો હતો. લીક ડિટેક્શન હિલીયમને હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન અથવા હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજનના મિશ્રણથી બદલી શકાય છે.

વેલ્ડીંગ અને મેટલ વર્કિંગ

હિલીયમ ગેસનો ઉપયોગ આર્ક વેલ્ડીંગ અને પ્લાઝ્મા આર્ક વેલ્ડીંગમાં રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે થાય છે કારણ કે અન્ય અણુઓ કરતા તેની આયનીકરણ સંભવિત ઉર્જા વધારે છે. વેલ્ડની આસપાસનો હિલીયમ ગેસ ધાતુને પીગળેલી સ્થિતિમાં ઓક્સિડાઇઝ થવાથી અટકાવે છે. હિલીયમની ઉચ્ચ આયનીકરણ સંભવિત ઉર્જા બાંધકામ, શિપબિલ્ડીંગ અને એરોસ્પેસમાં વપરાતી વિવિધ ધાતુઓના પ્લાઝ્મા આર્ક વેલ્ડીંગને મંજૂરી આપે છે, જેમ કે ટાઇટેનિયમ, ઝિર્કોનિયમ, મેગ્નેશિયમ અને એલ્યુમિનિયમ એલોય. જોકે શિલ્ડિંગ ગેસમાં હિલીયમને આર્ગોન અથવા હાઇડ્રોજન દ્વારા બદલી શકાય છે, કેટલીક સામગ્રીઓ (જેમ કે ટાઇટેનિયમ હિલીયમ) પ્લાઝ્મા આર્ક વેલ્ડીંગ માટે બદલી શકાતી નથી. કારણ કે હિલીયમ એકમાત્ર ગેસ છે જે ઊંચા તાપમાને સલામત છે.

વિકાસના સૌથી સક્રિય ક્ષેત્રોમાંનું એક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ વેલ્ડીંગ છે. હિલીયમ એક નિષ્ક્રિય ગેસ છે, જેનો અર્થ છે કે જ્યારે અન્ય પદાર્થોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તે કોઈપણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થતો નથી. આ લાક્ષણિકતા ખાસ કરીને વેલ્ડીંગ સંરક્ષણ વાયુઓમાં મહત્વપૂર્ણ છે.

હિલીયમ ગરમીનું સંચાલન પણ સારી રીતે કરે છે. આથી જ તેનો સામાન્ય રીતે વેલ્ડમાં ઉપયોગ થાય છે જ્યાં વેલ્ડની ભીની ક્ષમતાને સુધારવા માટે વધુ ગરમીના ઇનપુટની જરૂર પડે છે. હિલીયમ ઝડપ માટે પણ ઉપયોગી છે.

બંને વાયુઓના સારા ગુણોનો સંપૂર્ણ લાભ લેવા માટે રક્ષણાત્મક ગેસ મિશ્રણમાં સામાન્ય રીતે હિલીયમને આર્ગોન સાથે વિવિધ માત્રામાં મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. હિલિયમ, ઉદાહરણ તરીકે, વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઘૂંસપેંઠના વિશાળ અને છીછરા મોડ પ્રદાન કરવામાં મદદ કરવા માટે રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે કાર્ય કરે છે. પરંતુ હિલીયમ આર્ગોન જે સફાઈ કરે છે તે પ્રદાન કરતું નથી.

પરિણામે, મેટલ ઉત્પાદકો ઘણીવાર તેમની કાર્ય પ્રક્રિયાના ભાગ રૂપે હિલીયમ સાથે આર્ગોનને મિશ્રિત કરવાનું વિચારે છે. ગેસ શિલ્ડ મેટલ આર્ક વેલ્ડીંગ માટે, હિલીયમ/આર્ગોન મિશ્રણમાં 25% થી 75% ગેસ મિશ્રણનો સમાવેશ થઈ શકે છે. રક્ષણાત્મક ગેસ મિશ્રણની રચનાને સમાયોજિત કરીને, વેલ્ડર વેલ્ડની ગરમીના વિતરણને પ્રભાવિત કરી શકે છે, જે બદલામાં વેલ્ડ મેટલના ક્રોસ સેક્શનના આકાર અને વેલ્ડીંગ ઝડપને અસર કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ

એક નિષ્ક્રિય વાયુ તરીકે, હિલીયમ એટલું સ્થિર છે કે તે ભાગ્યે જ અન્ય કોઈપણ તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ ગુણધર્મ તેને આર્ક વેલ્ડીંગમાં ઢાલ તરીકે ઉપયોગ કરે છે (હવામાં ઓક્સિજનના દૂષણને રોકવા માટે). હિલીયમમાં સેમિકન્ડક્ટર્સ અને ઓપ્ટિકલ ફાઈબર મેન્યુફેક્ચરિંગ જેવા અન્ય મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશનો પણ છે. વધુમાં, તે લોહીના પ્રવાહમાં નાઇટ્રોજનના પરપોટાના નિર્માણને રોકવા માટે ઊંડા ડાઇવિંગમાં નાઇટ્રોજનને બદલી શકે છે, આમ ડાઇવિંગ સિકનેસને અટકાવે છે.

વૈશ્વિક હિલીયમ વેચાણ વોલ્યુમ (2016-2027)

વૈશ્વિક હિલીયમ બજાર 2020 માં અમને $1825.37 મિલિયન સુધી પહોંચ્યું અને 5.65% (2021-2027) ના ચક્રવૃદ્ધિ વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર (CAGR) સાથે 2027માં US $2742.04 મિલિયન સુધી પહોંચવાની અપેક્ષા છે. આગામી વર્ષોમાં ઉદ્યોગમાં ભારે અનિશ્ચિતતા છે. આ પેપરમાં 2021-2027 માટે આગાહીનો ડેટા છેલ્લા કેટલાક વર્ષોના ઐતિહાસિક વિકાસ, ઉદ્યોગ નિષ્ણાતોના મંતવ્યો અને આ પેપરમાં વિશ્લેષકોના મંતવ્યો પર આધારિત છે.

હિલીયમ ઉદ્યોગ ખૂબ જ કેન્દ્રિત છે, કુદરતી સંસાધનોમાંથી સ્ત્રોત છે, અને તેના મર્યાદિત વૈશ્વિક ઉત્પાદકો છે, મુખ્યત્વે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, રશિયા, કતાર અને અલ્જેરિયામાં. વિશ્વમાં, ઉપભોક્તા ક્ષેત્ર યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, ચીન અને યુરોપ વગેરેમાં કેન્દ્રિત છે. યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સનો લાંબો ઈતિહાસ છે અને ઉદ્યોગમાં અચળ સ્થિતિ છે.

ઘણી કંપનીઓ પાસે ઘણી ફેક્ટરીઓ છે, પરંતુ તે સામાન્ય રીતે તેમના લક્ષ્ય ગ્રાહક બજારોની નજીક હોતી નથી. તેથી, ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ પરિવહન ખર્ચ છે.

પ્રથમ પાંચ વર્ષથી ઉત્પાદન ખૂબ જ ધીમી ગતિએ વધ્યું છે. હિલીયમ એ બિન-નવીનીકરણીય ઉર્જા સ્ત્રોત છે, અને તેનો સતત ઉપયોગ સુનિશ્ચિત કરવા ઉત્પાદક દેશોમાં નીતિઓ અમલમાં છે. કેટલાક આગાહી કરે છે કે હિલીયમ ભવિષ્યમાં સમાપ્ત થઈ જશે.

ઉદ્યોગમાં આયાત અને નિકાસનું ઊંચું પ્રમાણ છે. લગભગ તમામ દેશો હિલીયમનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ માત્ર થોડા જ દેશોમાં હિલીયમનો ભંડાર છે.

હિલીયમના ઉપયોગની વિશાળ શ્રેણી છે અને તે વધુને વધુ ક્ષેત્રોમાં ઉપલબ્ધ થશે. કુદરતી સંસાધનોની અછતને જોતાં, ભવિષ્યમાં હિલીયમની માંગમાં વધારો થવાની સંભાવના છે, જેના માટે યોગ્ય વિકલ્પોની જરૂર છે. હિલીયમના ભાવ 2021 થી 2026 સુધી, $13.53/m3 (2020) થી $19.09/m3 (2027) સુધી વધતા રહેવાની ધારણા છે.

અર્થશાસ્ત્ર અને નીતિથી ઉદ્યોગ પ્રભાવિત થાય છે. જેમ જેમ વૈશ્વિક અર્થતંત્ર પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે, તેમ તેમ વધુને વધુ લોકો પર્યાવરણીય ધોરણોને સુધારવા માટે ચિંતિત છે, ખાસ કરીને અવિકસિત પ્રદેશોમાં મોટી વસ્તી અને ઝડપી આર્થિક વૃદ્ધિ સાથે, હિલીયમની માંગ વધશે.

હાલમાં મુખ્ય વૈશ્વિક ઉત્પાદકોમાં રાસગાસ, લિન્ડે ગ્રુપ, એર કેમિકલ, એક્ઝોનમોબિલ, એર લિક્વિડ (ડીઝેડ) અને ગેઝપ્રોમ (રૂ) વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. 2020માં ટોચના 6 ઉત્પાદકોનો વેચાણ હિસ્સો 74% થી વધી જશે. આગામી કેટલાક વર્ષોમાં ઉદ્યોગમાં સ્પર્ધા વધુ તીવ્ર બનશે તેવી અપેક્ષા છે.

HL ક્રાયોજેનિક સાધનો

પ્રવાહી હિલીયમ સંસાધનોની અછત અને વધતી કિંમતને લીધે, તેના ઉપયોગ અને પરિવહન પ્રક્રિયામાં પ્રવાહી હિલીયમની ખોટ અને પુનઃપ્રાપ્તિ ઘટાડવી મહત્વપૂર્ણ છે.

HL Cryogenic Equipment કે જેની સ્થાપના 1992 માં કરવામાં આવી હતી તે HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co., Ltd. સાથે જોડાયેલી બ્રાન્ડ છે. HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ ગ્રાહકોની વિવિધ જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા હાઇ વેક્યુમ ઇન્સ્યુલેટેડ ક્રાયોજેનિક પાઇપિંગ સિસ્ટમ અને સંબંધિત સહાયક સાધનોની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન માટે પ્રતિબદ્ધ છે. વેક્યૂમ ઇન્સ્યુલેટેડ પાઈપ અને ફ્લેક્સિબલ હોસ ઉચ્ચ વેક્યૂમ અને મલ્ટિ-લેયર મલ્ટિ-સ્ક્રીન સ્પેશિયલ ઇન્સ્યુલેટેડ મટિરિયલમાં બાંધવામાં આવે છે અને અત્યંત કડક ટેકનિકલ ટ્રીટમેન્ટ અને હાઈ વેક્યુમ ટ્રીટમેન્ટની શ્રેણીમાંથી પસાર થાય છે, જેનો ઉપયોગ લિક્વિડ ઓક્સિજન, લિક્વિડ નાઇટ્રોજનના ટ્રાન્સફર માટે થાય છે. , લિક્વિડ આર્ગોન, લિક્વિડ હાઇડ્રોજન, લિક્વિડ હિલિયમ, લિક્વિફાઇડ ઇથિલિન ગેસ LEG અને લિક્વિફાઇડ નેચર ગેસ LNG.

HL ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ કંપનીમાં વેક્યૂમ જેકેટેડ પાઇપ, વેક્યુમ જેકેટેડ હોઝ, વેક્યુમ જેકેટેડ વાલ્વ અને ફેઝ સેપરેટરની પ્રોડક્ટ સિરીઝ, જે અત્યંત કડક તકનીકી સારવારની શ્રેણીમાંથી પસાર થાય છે, તેનો ઉપયોગ પ્રવાહી ઓક્સિજન, લિક્વિડ નાઇટ્રોજન, લિક્વિડ આર્ગોન, ટ્રાન્સફર માટે થાય છે. પ્રવાહી હાઇડ્રોજન, પ્રવાહી હિલીયમ, એલઇજી અને એલએનજી, અને આ ઉત્પાદનો ક્રાયોજેનિક સાધનો (દા.ત. ક્રાયોજેનિક ટાંકી, ડેવર્સ અને કોલ્ડબોક્સ વગેરે) માટે એર સેપરેશન, ગેસ, એવિએશન, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સુપરકન્ડક્ટર, ચિપ્સ, ઓટોમેશન એસેમ્બલી, ફૂડ અને ઇન્ડસ્ટ્રીઝમાં સર્વિસ કરવામાં આવે છે. પીણું, ફાર્મસી, હોસ્પિટલ, બાયોબેંક, રબર, નવી સામગ્રીનું ઉત્પાદન કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ, આયર્ન અને સ્ટીલ, અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન વગેરે.

એચએલ ક્રાયોજેનિક ઇક્વિપમેન્ટ કંપની લિન્ડે, એર લિક્વિડ, એર પ્રોડક્ટ્સ (એપી), પ્રેક્સએર, મેસર, બીઓસી, ઇવાતાની અને હાંગઝોઉ ઓક્સિજન પ્લાન્ટ ગ્રુપ (હેંગયાંગ) વગેરેની લાયકાત ધરાવતા સપ્લાયર/વેન્ડર બની છે.