Где используется Гелий?

Содержание
  1. Свойства и область применения газообразного гелия – ТехГаз ДВ
  2. Гелий марки Б
  3. Гелий марки А и гелий высокой чистоты
  4. Хранение и транспортировка гелия
  5. ГЕЛИЙ
  6. Физические свойства
  7. Химические свойства
  8. Получение
  9. Применение
  10. Хранение и перевозка гелия
  11. Опасные факторы и меры безопасности
  12. Технические Характеристики Баллонов для гелия
  13. Определение
  14. История открытия гелия
  15. Получение гелия
  16. Физические свойства гелия
  17. Химические свойства гелия
  18. Изотопы гелия
  19. Применение гелия
  20. Физиологическое воздействие гелия на живые организмы
  21. Гелий технический – применение в науке и промышленности
  22. Свойства газа
  23. Где применяется гелий технический
  24. Основные марки
  25. Транспортировка и хранение
  26. Гелий – солнечный газ
  27. Способы получения гелия
  28. Применение гелия в сварке
  29. Опасность и вред гелия
  30. Хранение и траспортировка гелия
  31. Характеристики гелия
  32. Коэффициенты перевода объема и массы He при Т=15°С и Р=0,1 МПа
  33. Коэффициенты перевода объема и массы He при Т=0°С и Р=0,1 МПа
  34. Гелий в баллоне
  35. Давление гелия в баллоне при различной температуре окружающей среды
  36. Гелий или газ для воздушных шариков
  37. История гелия
  38. Получение и распространенность
  39. Применение гелиевого газа
  40. Гелий: сферы применения и способы добычи
  41. Классификация месторождений
  42. Гелий в природе
  43. Производство гелия
  44. Как добывается гелий из природного газа
  45. Сферы применения гелия
  46. Хватит ли нам гелия?

Свойства и область применения газообразного гелия – ТехГаз ДВ

Где используется Гелий?

Гелий – инертный одноатомный газ, без вкуса и запаха. По распространенности он занимает второе место во Вселенной после водорода. Был открыт в 1868 году при исследовании солнечного спектра, за что и получил свое название – от древнегреческого “Гелиос”, Солнце. Наличие данного газа на Земле подтвердилось лишь 27 лет спустя, в 1895 году.

Несмотря на широкую распространенность гелия во Вселенной, на Земле его добыча происходит сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Наибольшее его сосредоточение обнаружено в нефтяном и природных газах.

От них он отделяется методом фракционной перегонки – проще говоря, газовые скопления путем глубокого охлаждения конденсируются до тех пор, пока, за счет своей крайне низкой температуры сжижения, не остается гелий.

Однако, полученную смесь пока еще рано называть гелием в его чистом виде – в ней присутствует определенный процент водорода и неона, от которых сырой гелий также очищается, в результате чего получается технический гелий марки Б или гелий более высокой степени очистки.

Гелий марки Б

Гелий марки Б, который иногда ошибочно называют техническим (у технического меньше чистота), разрабатывается по ТУ 0271-135-31323949-2005 и обладает чистотой 99,99%.

Когда говорят о газообразном гелии, то, в первую очередь, подразумевают именно его.

Он применяется на производстве и в научно-исследовательских целях, однако наибольшее распространение получил в качестве газа для наполнения воздушных шаров.

Будучи вторым по лёгкости после водорода газом, гелий также обладает достаточной подъемной силой. Однако, в отличие от водорода, он безопасен, негорюч и невзрывоопасен, за счет чего и получил свой статус идеального газа для надувания шаров. По этим же причинам его часто используют воздухоплаватели для наполнения своих летательных аппаратов.

Гелий марки А и гелий высокой чистоты

Для целей более сложных, чем наполнение воздушных шаров, используют гелий марки А и гелий особой чистоты. У такого гелия чистота начинается от 99,995% у марки А и вплоть до 99,99999% у марки 7,0. Область его применения достаточно широка, во многом за счет практически полной инертности газа.

В медицине и научно-исследовательской деятельности гелий используется для создания инертной среды для совершения различных химических реакций с чистотой, исключающей попадания в данную среду посторонних веществ.

В ядерной промышленности его используют как теплоноситель в некоторых ядерных реакторах. В металлургии при выплавке чистых металлов он выступает в качестве защитного инертного газа. Ему найдено применение даже в пищевой промышленности – например, для консервации продуктов.

Кроме того, он используется на высокотехнологичном производстве, в химической промышленности, военно-промышленном комплексе и так далее.

Ни один современный сотовый телефон сегодня не создается без использования при сварке такого гелия, а ещё в последние годы с целью обеспечения более эффективной работы его закачивают в жесткие диски емкостью от 10 ТБ.

Многие ложно полагают, что гелий высокой степени очистки гарантирует воздушным шарам более продолжительный по сравнению с маркой Б срок полета, однако это совершенно не так. Разница в чистоте в 00,005% никоим образом не скажется на времени, которое шарик проведет в воздухе – газ выйдет через его поры с одинаковой скорость. А вот разница в стоимости надувания одного шара будет существенной.

Хранение и транспортировка гелия

Сосудом для хранения газообразного гелия служат баллоны цилиндрической формы, изготовленные согласно ГОСТ 949—73 из бесшовной углеродистой и легированной стали.

Их емкость варьируется от 2 до 50 литров, однако наиболее распространены баллоны 5, 10 и 40 литров. Данный газ может хранится только в баллоне с соответствующим газовым вентилем.

Согласно все тому же ГОСТу, гелиевые баллоны окрашиваются в коричневый цвет с белой маркировкой “Гелий”, а в их верхней части выбивается паспорт.

Для перевозки газообразного гелия не требуется спецтранспорта – в одной транспортной единице как неопасный груз можно одновременно перевозить до 24 40-литровых баллонов. При перевозке крайне важно соблюдать сохранность вентиля и защитить его от возможных ударов.

При хранении баллоны рекомендуется располагать вертикально, предварительно закрепив их к стене, к примеру, цепями.

Это застрахует баллон от неожиданного падения, которое, в свою очередь, может привести к повреждению вентиля, чего допускать категорически не рекомендуется.

Несмотря на то, что гелий негорюч и невзрывоопасен, не стоит нагревать баллон до температуры свыше 60 градусов – при высокотемпературном воздействии газ расширяется, что может повредить вентиль или баллон.

Источник: http://tehgaz-dv.ru/info/geliy-gazoobrazniy/

ГЕЛИЙ

Где используется Гелий?

Гелий — второй порядковый элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 2. Возглавляет группу инертных газов в периодической таблице.

Обозначается символом He (лат. Helium). Простое вещество гелий — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

Гелий — один из наиболее распространённых элементов во Вселенной, он занимает второе место после водорода

Физические свойства

Гелий является вторым по лёгкости (после водорода) химическим элементом. Простое вещество гелий — нетоксично, не имеет цвета, запаха и вкуса. При нормальных условиях представляет собой одноатомный газ.

Жидкий гелий – бесцветная жидкость без запаха с температурой кипения при нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа (760 мм.рт.ст.) 4,215 К (минус 268,9°С) наименьшей среди всех простых веществ и плотностью 124,9 кг/м3.

Твёрдый гелий получен лишь при давлениях выше 25 атмосфер — при атмосферном давлении он не переходит в твёрдую фазу даже при крайне близких к абсолютному нулю температурах. При нормальных условиях гелий ведёт себя практически как идеальный газ. Фактически при всех условиях гелий моноатомный. Плотность 0,17847 кг/м3.

Он обладает теплопроводностью (0,1437 Вт/(м·К) при н.у.) большей, чем у других газов, кроме водорода, и его удельная теплоёмкость чрезвычайно высока (ср = 5,23 кДж/(кг·К) при н.у., для сравнения — 14,23 кДж/(кг·К) для Н2).

При пропускании тока через заполненную гелием трубку наблюдаются разряды различных цветов, зависящих главным образом от давления газа в трубке. Обычно видимый свет спектра гелия имеет жёлтую окраску.

По мере уменьшения давления происходит смена цветов — розового, оранжевого, жёлтого, ярко-жёлтого, жёлто-зелёного и зелёного. Гелий менее растворим в воде, чем любой другой известный газ. В 1 л воды при 20 °C растворяется около 8,8 мл (9,78 при 0 °C, 10,10 при 80 °C), в этаноле — 2,8 (15 °C), 3,2 (25 °C). Скорость его диффузии сквозь твёрдые материалы в три раза выше, чем у воздуха, и приблизительно на 65 % выше, чем у водорода.

Химические свойства

Гелий — наименее химически активный элемент восьмой группы (Инертные газы) таблицы Менделеева. Для создания немногочисленных химических соединений гелия необходимы экстремальные условия, все они нестабильны при нормальных условиях.

Многие соединения гелия существуют только в газовой фазе в виде так называемых эксимерных молекул, у которых устойчивы возбуждённые электронные состояния и неустойчиво основное состояние.

Гелий образует двухатомные молекулы He2, фторид HeF, хлорид HeCl (эксимерные молекулы образуются при действии электрического разряда или УФ излучения на смесь гелия газа и фтора (хлора)).

Получение

В промышленности гелий получают из гелийсодержащих природных газов (в настоящее время эксплуатируются главным образом месторождения, содержащие более 0,1 % гелия). От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов.

Охлаждение производят дросселированием в несколько стадий очищая его CO2 и углеводородов. В результате получается смесь гелия, неона и водорода. Сырой гелий (70-90 % по объёму гелий) очищают от водорода (4-5 %) с помощью CuO при 650—800 К.

Окончательная очистка достигается охлаждением сырого гелия кипящим под вакуумом N2 и адсорбцией примесей на активном угле в адсорберах, также охлаждаемых жидким N2. Производят гелий технической чистоты (99,80 % по объёму гелий) и высокой чистоты (99,985 %).

В России газообразный гелий получают из природного и нефтяного газов. В настоящее время гелий извлекается на гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург» в Оренбурге из газа с низким содержанием гелия (до 0,055 % об.), поэтому российский гелий имеет высокую себестоимость.

Актуальной проблемой является освоение и комплексная переработка природных газов крупных месторождений Восточной Сибири с высоким содержанием гелия (от 0,15 до 1 %), что позволит намного снизить его себестоимость.

Применение

Инертная среда для дуговой сварки: Особенно магния и его сплавов. Многие технологические процессы и операции нельзя вести в воздушной среде. Чтобы избежать взаимодействия получаемого вещества (или исходного сырья) с газами воздуха, создают специальные защитные среды, и нет для этих целей более подходящего газа, чем гелий.

В медицине: Смеси He-O2 применяют, благодаря их низкой вязкости, для снятия приступов астмы и при различных заболеваниях дыхательных путей. В химии: При получении Si, Ge, Ti и Zr.

В дыхательных смесях для работ под давлением: Так как гелий хуже растворим в крови, чем азот, большие количества гелия применяют в дыхательных смесях для работ под давлением, например при морских погружениях, при создании подводных тоннелей и сооружений.

При использовании гелия декомпрессия (выделение растворенного газа из крови) у водолаза протекает менее болезненно, менее вероятна кессонная болезнь, исключается такое явление, как азотный наркоз, — постоянный и опасный спутник работы водолаза.

Военно-промышленный комплекс: Инертный, легкий, подвижный, хорошо проводящий тепло гелий — идеальное средство для передавливания из одной емкости в другую легковоспламеняемых жидкостей и порошков; именно эти функции выполняет он в ракетах и управляемых снарядах.

Ядерная промышленность: В гелиевой защитной среде проходят отдельные стадии получения ядерного горючего. В контейнерах, заполненных гелием, хранят и транспортируют тепловыделяющие элементы ядерных реакторов.

С помощью особых течеискателей, действие которых основано на исключительной диффузионной способности гелия, выявляют малейшие возможности утечки в атомных реакторах и других системах, находящихся под давлением или вакуумом. В качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов.

Пищевая промышленность: Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E939, в качестве пропеллента и упаковочного газа. При консервировании в среде гелия пищевые продукты сохраняют свой первоначальный вкус и аромат. В наружной рекламе Для заполнения газоразрядных трубок в смеси с другими благородными газами. В точных приборах Для газовой смазки подшипников в различных приборах и оборудовании систем навигации (гироскопы), в счетчиках нейтронов (гелий-3), в газовых термометрах, в рентгеновской спектроскопии, в течеискателях.

Как компонент рабочего тела в гелий-неоновых лазерах.

В переключателях высокого напряжения в качестве изолирующего газа.

Используется в качестве хладагента для получения сверхнизких температур (в частности, для перевода металлов в сверхпроводящее состояние).

Поскольку гелий негорюч, его добавляют к водороду для заполнения оболочки дирижаблей.

И наконец всем известное применение гелия как легкого газа для наполнения воздушных шаров и оболочек метеорологических зондов.

Хранение и перевозка гелия

Гелий газообразный перевозят в стальных баллонах (ГОСТ 949-73) коричневого цвета и специализированных контейнерах, предназначенных для перевозки гелия, всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Жидкий гелий перевозят в специальных транспортных сосудах типа СТГ-10, СТГ-25 и СТГ-40 светло-серого цвета объемом 10, 25 и 40 литров соответственно. Сосуды с жидким гелием должны транспортироваться и храниться в вертикальном положении.

Могут перевозиться железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, действующими на данном виде транспорта.

Опасные факторы и меры безопасности

Гелий не токсичен, не горюч, не взрывоопасен. Оказывает вредное воздействие лишь в той мере, в какой своим присутствием будет снижать концентрацию кислорода в организме, что может создать условия невозможные для дыхания.

При высоких концентрациях в воздухе вызывает состояние кислородной недостаточности и удушье. Жидкий гелий – низкокипящая жидкость, которая может вызвать обморожение кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

Поэтому при работе с жидким гелием необходимо соблюдать те же меры безопасности, что и при работе с другими криогенными жидкостями.

Источник: http://www.gas-weld.ru/component/content/article/87-geliy.html

Технические Характеристики Баллонов для гелия

Где используется Гелий?

Баллоны для гелия соответствуют требованиям ГОСТ 949-73. В настоящее время наиболее распространены обычные баллоны, и баллоны, изготовленные из высокоуглеродистой стали объёмом 40  и 10 литров.

Параметры баллонов:
 

Емкость, л1040
Диаметр, см1422
Высота, м0,951,5
Масса, кг1565

     Баллоны, изготовленные из высокоуглеродистой стали немного короче и легче обычных баллонов.

     Полностью заправленные баллоны, содержат гелий, сжатый ~ до 150 атм.

     В баллоне объёмом 40 литров, содержится 5,7 куб. м ~  5700 литров гелия, а в баллоне 10 л – 1,43 куб. м ~ 1430 литров гелия в нормальных условиях.

Определение

     Гелий – простое вещество главной подгруппы восьмой группы, первого периода химических элементов периодической системы Д.И.  Менделеева, имеющее атомный номер ” +2 “.

В периодической системе химических элементов, Гелий имеет обозначение символами ” He+ ” – в пер. с латинского ” Helium ” – означает Солнце. Также, Гелий имеет международный CAS-номер: 7440-59-7.

В нормальных условиях окружающей среды, Гелий – это одноатомный инертный газ, не имеющий запаха, цвета и вкуса.

История открытия гелия

      Название Гелия напрямую связано с историей его открытия, начало которой положил французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен 18 августа 1868 года .

     В то время Пьер Жансен находился в индийском городе Гунтур и занимался исследованием солнечной хромосферы через спектроскоп. Именно Пьер Жансен, наблюдая за солнцем, обнаружил на спектроскопии ярко-жёлтого цвета линию, ошибочно приняв её за спектральную линию Натрия. Однако.

     В 1870 году, английский астроном Норманн Локьер и химик Эдвард Франкланд предложили именовать новый элемент Гелием. История открытия гелия на этом незакончена. Далее, в 1881 году стало известно о присутствии гелия в вулканических газах.

Гелий в вулканических газах обнаружил итальянский учёный Луиджи Пальмиери, во время исследования осевшего светло-жёлтого маслянистого вещества от газовых струй на кратере вулкана Везувий.

При дальнейших исследованиях вулканических газов было выявлено незначительное присутствие примесей Аргона и Гелия.

     В 1895 году,- спустя 27 лет, после первого открытия Гелия, шотландский химик Уильям Рамзай обнаружил присутствие гелия в изучаемом им газе. 23 марта 1895 года, считается официальной датой открытия земного Гелия как Газа. При дальнейших исследованиях Гелия, шведскими химиками Клеве и Ленгле был установлен атомный вес данного химического элемента, который получился 4,002602 гр/моль.

     Окончательное доказательство присутствия гелия в земной атмосфере было получено Генрихом Кайзером и Зигбертом Фридлендером в 1896 году и в 1898 году подтвержено Эдвардом Бэлли. Во время исследования Рамзаем, различных веществ, им было обнаружено сопутствие Гелия, Торию и Урану.

     В 1906 году учёными Ройдсом и Генрихом Резерфордом было установлено, что ядра Гелия представляют собой альфа-частицы радиоактивных элементов. На основе данных результатов началось исследование новой теории строения атома.

Следует обратить внимание, что начиная с 1868 года и по 1906 год, все исследования касались только газообразного гелия, однако в 1908 году нидерландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом был получен жидкий Гелий. И в 1926 году при участии немецкого физика Виллема Хендрика Кеезома, было получено твёрдое состояние гелия.

В 1932 году Веллем Хендрик Кеезом, провёл опыты над жидким гелием, воздействуя на него температурой, и изучил характер конверсии теплоёмкости жидкого гелия. В результате проведённых научных опытов была получена температура, называемая ” лямбда-точкой “.

В 1938 году физик Советского союза Капица Пётр Леонидович, изучил свойства низкой вязкости жидкого Гелия. Данное явление заключается на резком снижении коэффициента вязкости вещества, которое приобретает повышенную текучесть при своём сжиженном состоянии.

Получение гелия

     Гелий добывается промышленным путём на специальных заводах. Гелий не синтезируется, а выделяется из природных газов и нефтяных газов путём очистки от примесей. Среди примесей в природном газе присутствуют Углекислота, Неон и Водород.

Производимый Гелий получается двух видов: технический гелий – чистая доля гелия 99,8% от объёма, и Гелий высокой чистоты – чистая доля гелия составляет 99,985% от  общего объёма.

Добыча гелия является достаточно трудоёмким процессом, что непосредственно влияет на себестоимость газообразного Гелия. Немаловажную роль в формировании себестоимости Гелия играет доля содержания гелия в сырье,- природных или нефтяных газах.

На данный момент есть два вида сырья для производства гелия, это природные и нефтяные газы с низким содержанием гелия, до 0,055% от  общего объёма, и газы с высоким содержанием гелия,- от 0,15 до 1% от объёма.

Физические свойства гелия

     Простое газообразное вещество Гелий, не обладает токсичностью, вкусом, запахам и цветом. В нормальных условиях окружающей среды, Гелий является простым одноатомным газообразным веществом. Гелий имеет одну из самых низких для одноатомных простых веществ точку кипения,- T=4,215K или -269 градусов Цельсия.

     Гелий, при нормальных условиях окружающей среды, обладает большой теплопроводностью (0,1437Вт/м*K), плотность Гелия равна 0,17847кг/м.

Также, данный газ обладает повышенной теплоёмкостью и самой меньшей степенью растворимости в воде, чем любой из известных газов. А скорость диффузии сквозь твёрдые материалы значительно выше.

Данные свойства для жидкого гелия способствуют отнесению жидкого Гелия к ” квантовым жидкостям “, обладающим способностями ” сверхтекучести “.

Химические свойства гелия

     Гелий является простым одноатомным химическим элементом окружающей среды. При нормальных условиях имеет газообразное состояние. Гелий относится к инертным газам. Многие химические соединения с Гелием существуют только в газообразном виде.

Изотопы гелия

     Природный Гелий содержит в себе два стабильных изотопа: ” 3He ” – изотопная распространённость 0,00014%, и более распространённый ” 4He ” – с распространённостью 99,99986%.

Применение гелия

     Гелий – это газ, обладающий уникальными физическими и химическими свойствами, его применяют в различных отраслях промышленности и в быту. В баллонах для глубоководного плавания.

Гелий содержится в таких баллонах в качестве примеси. В металлургической промышленности, Гелий применяется в качестве защитной среды для выплавки металлов высокой чистоты.

В газопроводах гелий применяется для поиска утечек.

     Как газ для шариков, в индустрии развлечений и организации праздников. Гелий марки ” Б “, отлично подходит для наполнения им шариков! При строении воздухоплавательных аппаратов – дирижаблей, аэростатов, воздушных шаров.

В некоторых видах термно-ядерных реакторов, гелий применяется в качестве теплоносителя в системах охлаждения. Гелий, также является зарегистрированной пищевой добавкой E939, в качестве упаковочного газа.

Гелий используется в Гелий-Неоновых лазерах, как компонент рабочего тела.

     В геологии Гелий используется в качестве индикатора для определения поверхности Земли и её подводного рельефа. Во время поиска урановых руд, советским геофизиком Яницким Игорем Николаевичем была установлена закономерность, которая заключается в зависимости распределения повышенных концентраций свободного подвижного гелия от глубинных, в том числе рудоносных, разломов земной коры.

Физиологическое воздействие гелия на живые организмы

     Гелий является инертным газом, а это значит, что гелий может оказывать наркотическое воздействие на человеческий организм при его вдыхании в лёгкие. Гелий и Неон могут вызывать ” нервный синдром высокого давления “.

Источник: http://geliygas.ru/info

Гелий технический – применение в науке и промышленности

Где используется Гелий?

Гелий (He) обладает второй после водорода распространенностью во Вселенной. Благодаря отличным свойствам гелий технический сегодня используется во многих сферах нашей жизнедеятельности.

Свойства газа

Несмотря на большое распространение за пределами нашей планеты, непосредственно на Земле данный химический элемент встречается не так часто. Наибольшая его концентрация находится в природном газе, откуда, собственно, и добывается технический гелий.

В обычных условиях это инертный газ с самой низкой точкой кипения среди всех веществ. Как и большинство технических газов, не имеет цвета, вкуса и запаха.

В этом плане он близок по свойствам с аргоном, но отличается от другого газа – ацетилена, который обладает ярким запахом, к тому же еще и взрывоопасен.

Кстати, об ацетилене можно прочитать в статье: растворенный ацетилен для резки и сварки металлов.

Добывают He способом глубокого охлаждения из гелийсодержащих природных газов. Процесс осуществляется в несколько стадий. Сначала отделяется углекислота и другие углеводороды, в результате чего получается так называемый сырой гелий с примесями водорода и неона. Окончательная очистка происходит с применением жидкого азота и адсорбцией оставшихся примесей на активированном угле.

На рисунке изображена схема устройства по добыче гелия из природного газа

Где применяется гелий технический

Сегодня многие отрасли не могут обойтись без данного газа. Он применяется в магнитных томографах, микроэлектронике, науке, медицине, для охлаждения ядерных реакторов, наполнения воздушных шаров и во многих других сферах. Поскольку в силу своей негорючести гелий абсолютно безопасен, им заполняют воздухоплавающие суда, такие как аэростаты и дирижабли.

Благодаря инертным свойствам, He часто применяют в металлургии во время сварки цветных металлов в качестве защитного газа. В этой области его основным «конкурентом» считается аргон, который, как отмечалось выше, имеет похожие свойства.

При этом гелий технический обладает более высоким потенциалом ионизации и высокой проводимостью тепла. Поэтому, обеспечивается широкий профиль шва и более высокое тепловложение, чем при аргоне.

В свою очередь, технический аргон имеет свои преимущества, о которых читайте в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения.

Так выглядит сварочный шов при использовании в качестве защитного газа гелия

Основные марки

Существует несколько марок технического He, которые отличаются объемной долей данного элемента и областью применения.

  • Газообразный технический (99,8%). Долю 0,2% занимают примеси азота, водорода, кислорода и аргона. Наиболее часто используется в индустрии развлечений при заполнении воздушных шаров.
  • Марка Б (99,990%). Содержит небольшое количество примесей водорода, кислорода, аргона, азота и неона. Применяется для заполнения криогенных устройств и систем.
  • Марка А (99,995%). Используется для заполнения тепловыделяющих компонентов ядерных реакторов для обеспечения оптимального теплосъема.
  • Марка 4,6 (99,996). Разработана в соответствии с требованиями к чистоте газов производителей лазеров.
  • Марка 5,5 (99,9995%). Сверхчистый He получил распространение в тех областях, где необходимо полное отсутствие примесей воздуха, поскольку они могут негативно повлиять на технологические процессы.
  • Марка 6,0 (99,9999%). Применяется в лазерных технологиях, хроматографии, то есть там, где критически важно отсутствие любых примесей.
  • Марка 7,0 (99,999990%). Объемная доля примесей составляет не более 0,00001%, что позволяет ее использовать в сверхточных и требовательных к чистоте газов разработках.
  • Жидкий. Данное вещество в жидком состоянии нашло применение в сфере высоких технологий. Это связано с тем, что при температуре жидкого «He» сверхпроводники проводят электричество без дополнительного нагрева, создавая мощнейшие магнитные поля. Используется в ядерных магнитно-резонансных исследованиях.

Таблица с содержанием других газов в марках А и Б

Транспортировка и хранение

Газ хранится и перевозится в стальных баллонах коричневого цвета, которые оснащены правой резьбой. Чаще всего используют гелиевые емкости объемом 10 и 40 литров. При транспортировке баллоны помещаются в специализированные контейнеры. В случае соблюдения основных правил перевозку гелиевых баллонов можно осуществлять любым видом транспорта.

Приобрести газообразный гелий по доступной цене и заказать удобную доставку баллонов можно в компании «Промтехгаз», которая отличается высоким качеством предоставляемой продукции.

Если вы интересуетесь другими техническими газами, то больше информации можете найти здесь.

Источник: http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/gelij-tekhnicheskij-primenenie-v-nauke/

Гелий – солнечный газ

Где используется Гелий?
Гелий химический элемент, атомный номер 2, атомная масса 4,0026, относится к инертным газам, без цвета и запаха. Объемное содержание гелия в воздухе 0,00052%. Гелий значительно легче воздуха, плотность 0,1785 кг/м3 при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -268,9°С.

Потенциал ионизации 25,4 В. Бесцветный, неядовитый, негорючий и невзрывоопасный газ, хорошо диффундирует через твердые тела. Химическая формула – He.

Впервые гелий был обнаружен во время солнечного затмения 1868 г.

астрономы впервые применили спектроскопию для исследования атмосферы Солнца.

24 октября 1868 г.

Французская академия наук получила два сообщения – от Пьера Жюль Сезара Жансена (Pierre Jules Cesar Janssen) из Индии и от Джозефа Нормана Локьера (Joseph Norman Lockyer) из Лондона – об открытии ими в спектре солнечной короны новой ярко-желтой линии, которой впоследствии был присвоен символ D3. Совпадение двух независимых сообщений из разных концов мира свидетельствовало о возможности методами спектроскопии проникнуть в тайны солнечной атмосферы и других далеких звезд.

Вопрос о том, какому веществу отвечает линия D3, долго еще оставался открытым. Было лишь установлено, что в спектрах элементов, известных на нашей планете, пока не обнаружено спектральной линии, подобной ярко-желтой линии D3. Локьер ошибочно считал, что раскаленный газ, излучение которого дает таинственную линию D3, является модификацией водорода, не встречающейся на Земле.

В августе 1871 г. Кельвин заявил, что линия D3 до сих пор не идентифицирована с каким-либо земным элементом. Возможно, что она принадлежит новому веществу, которому Локьер и Жансен предложили дать название гелий (от греческого слова гелиос – солнце).

В 1895 г. Сэр Уильям Рамзай (Sir William Ramsay) изучал газ, выделенный им из минерала клевеита, и в гейслеровой трубке неожиданно обнаружил яркую желтую линию.

Выдающийся спектроскопист того времени Уильям Крукс (William Crookes) определил длину волны новой линии (5874,9 А) и установил, что это линия D3, на этом основании Рамзай сообщил (23 марта 1895 г.

) об открытии им гелия на Земле.

Такова история открытия важнейшего представителя группы инертных газов, который сначала был обнаружен в солнечной атмосфере, а затем (через 27 лет) – на Земле.

Вскоре гелий был обнаружен в других минералах и горных породах, содержащих уран.

Наличие гелия в земной коре позволило сделать вывод о его содержании в атмосфере, хотя многие ученые утверждали, что этот легкий газ, выделяющийся из земной коры, полностью уносится из атмосферы в космическое пространство.

Вскоре Генрих Кайзер, а затем Зигберт Фридлендер (1896 г.), а также Эдвард Бэли в результате анализа первой выпаренной фракции жидкого воздуха доказали его присутствие в атмосфере.

Способы получения гелия

Гелий получают из гелийсодержащих природных газов, минералов и воздуха. Об этом мы писали в статье о производстве гелия, поэтому здесь не будем повторять написанное.

Применение гелия в сварке

В связи с тем, что He примерно в 10 раз легче Ar, что понижает эффективность защиту сварочной ванны при сварке в нижнем положении, но способствует лучшей защите при сварке в потолочном положении, поэтому расход гелия при сварке увеличивается в 1,5-3 раза.

Применяют его в основном при сварке неплавящимся электродом химически чистых и активных материалов и сплавов, а также сплавов на основе алюминия и магния.

Гелий становится предпочтительнее аргона при необходимости дополнительной защиты швов при сварке в потолочном положении. Особенно при сварке титановых сплавов и других химически активных металлов, поглощающих азот и кислород не только в расплавленном состоянии, но и в твердом при нагреве выше определенной температуры.

Однако не только защитные свойства Ar и He различны. Различными являются и характеристики дуги в этих газах. Так, при одинаковой силе тока напряжение дуги в гелии значительно выше, чем дуги в аргоне.

Такая дуга имеет большую проплавляющую способность и менее концентрирована (создает иную форму проплавления, более равномерную, в то время как дуга в аргоне при сварке, например, титановых сплавов вольфрамовым электродом дает большое проплавление в центре и значительно меньшее по краям ванны).

Перепад напряжения в столбе дуги в гелии больше, чем в аргоне, поэтому изменение длины дуги заметнее сказывается на напряжении и общей ее теплоэффективности. Для более развернутой информации обязательно прочитайте статью о сварочной дуге в инертных газах.

Форма шва и проплавление для различных защитных газов

В зависимости от применения того или иного газа меняется и поверхностное натяжение на границе металл-газовая фаза. Так, для хромоникелевых сталей аустенитного класса поверхностное натяжение жидкого металла при сварке в He заметно меньше, чем в Ar.

Это сказывается и на формировании поверхности швов.

Более плавные переходы от шва к основному металлу, при сварке в гелии, имеют место и для других металлов, в частности титановых сплавов и в ряде случаев оказывают влияние на некоторые характеристики работоспособности сварных соединений.

Чаще всего He используют для образования инертных газовых смесей c Ar. Обладая большей плотностью, чем гелий, такие смеси лучше защищают металл сварочной ванны от воздуха и увеличивают производительность сварки в целом. В смеси в полной мере реализуются преимущества обоих газов:

  • аргон – обеспечивает стабильность горения дуги;
  • гелий – обеспечивает высокую степень проплавления.

Опасность и вред гелия

Гелий не относится к ядовитым и токсичным газам, поэтому в малых количествах он не является опасным.

Он может оказать действие как удушающий газ (асфиксант) только в том случае, если в результате утечки уровень кислорода окажется ниже допустимой концентрации. Но утечку гелия очень легко выявить т.к.

за счет сжимания ых связок у человека меняется голос. Мы все знаем данный комический и мультяшный эффект, когда при вдыхании гелия из шарика голос становится более высоким.

Гелий является опасным, только в случае снижения уровня кислорода в окружающей среде ниже допустимой концентрации.

Хранение и траспортировка гелия

Транспортируют и хранят гелий в газообразном состоянии в стальных баллонах при давлении 15 МПа или в сжиженном состоянии при давлении менее 0,2 МПа.

Баллоны с гелием окрашены в коричневый цвет с надписью белыми буквами «ГЕЛИЙ». Баллоны должны соответствовать требованиям ГОСТ 949.

Методы определения доли примесей и условий поставки регламентируются ГОСТ 20461.

Характеристики гелия

Характеристики He указаны в таблицах ниже:

Коэффициенты перевода объема и массы He при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъемГаз, м3Жидкость, л
0,16711,336
0,1250,7491
15,9888,000

Коэффициенты перевода объема и массы He при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъемГаз, м3Жидкость, л
0,17811,425
0,1250,7021
15,6188,000

Гелий в баллоне

НаименованиеОбъем баллона, лМасса газа в баллоне, кгОбъем газа (м3) при Т=15°С, Р=0,1 МПа
He401,0026,0
  • Сколько литров гелия в баллоне? Ответ: 40 литров
  • Сколько гелия в баллоне 40л? Ответ: 6,5 м3 или 10,85 кг
  • Сколько весит баллон с гелием 40 литров Ответ: 58,5 кг – масса пустого баллона из углеродистой стали согласно ГОСТ 949; 1,002 – кг масса гелия в баллоне;Итого: 58,5 + 1,002 = 59,502 кг вес баллона с аргоном.

Давление гелия в баллоне при различной температуре окружающей среды

Температура окружающей средыДавление в баллоне, МПа
-4012,2
-3012,7
-2013,2
-1013,7
014,3
+1014,7
+2015,3
+3015,8

Источник: https://weldering.com/geliy-solnechnyy-gaz

Гелий или газ для воздушных шариков

Где используется Гелий?

Статьи про ШАРЫ

Статьи про Гелий

РОСТОВЫЕ КУКЛЫ

ДЕТСКИЕ
АНИМАТОРЫ

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАЗДНИКОВ

Википедия Праздников

Продвижение сайтов

Создание сайтов

ВИДЕОРЕКЛАМА

ПОЛИГРАФИЯ



1. История гелия 2. Получение и распространенность 3. Применение гелиевого газа

4. Свойства и характеристики

История гелия

Гелий (Helium) – бесцветный инертный одноатомный газ, не вызывающий у человека ни вкуса, ни какого-либо запаха. Д. И. Менделеев расположил гелий (He) на второе место в своей периодической таблице химических элементов. Также этот химический элемент самый легкий по своему весу, опять же после водорода.

Данный газ открыли на звезде солнце в 1870 г. астроном Норман Локьер совместно с химиком Эфвард Франкланд из Великобритании. Одновременно, вместе вышеупомянутыми умными мужами, гелий открыл француз Пьер Жансен. Ученые решили назвать свое открытие гелием, что в переводе с древне-греческого обозначает солнце.

Через каких-то десять лет, гелий обнаружил итальянец Луиджи Пальмиери на Земле в газах, оседавшим по краям кратеров вулкана Везувий. Однако из-за малочисленных данных, научное сообщество приняло открытие скептически и только в 1895 г. химик шотландской национальности Уильям Рамзай обнаружил гелий расщепляя минерал клевеита.

Получение и распространенность

В начале XX века, свойства гелия активно изучались разными учеными. Однако, несмотря на большой интерес к новому химическому веществу, получить жидкий гелий удалось лишь в 1908 г. Хейке Камерлинг-Оннесу, физиком из Нидерландов.

Около 50% залежей гелия находятся в земной коре, и его добыча происходит из природного газа с помощью низкотемпературного разделения, а по научному фракционной перегонки. Во многих странах, в том числе и в Российской Федерации, есть залежи месторождения природного и нефтяного газообразования, из которых производят гелий.

При отделении от других газов гелия, используется его основное свойство и отличие от других химических элементов – легкость. Также глубокая заморозка способствует отделению гелия от других газов, т.к. этот газ труднее всего сжать. Только водород ниже весом, чем гелий.

После очистки газа на заводе, чистота гелия доходит от 99, 80% (технический) до частоты марки «А» 99,995%.

Благородный газ гелий является вторым, после водорода, по распространенности в нашей Вселенной. Вместе с водородом, частицы гелия, занимают 99,9% всех атомов во Вселенной. По количеству в атмосфере земли гелий на шестом месте уступая азоту, кислороду, аргону, неону и углекислому газу.

Лидирующую позиции по добычи гелия занимает Соединенные Штаты (140 миллионов м3 в год), далее Алжир (16 миллионов м3), и на третьем месте Россия, добывающая 6 миллионом кубических метров за год.

Применение гелиевого газа

Впервые гелий применили в 1915 году немцы для поднятия в небо дирижаблей с бомбами предназначавшиеся для англичан. Довольно скоро гелиевый газ завоевал любовь конструкторов и летчиков воздухоплавательных агрегатов. После появления и распространения в жизни людей самолетов, добыча гелия сократились, но вскоре спрос на легкий газ вновь возрос у людей самых разных профессий.

На поверхности земли, а также под землей и водных глубинах, люди часто пользуются воздухом с гелием. Опишем основные применения гелия, чтобы хоть чуточку понять его важность в наши дни для человечества:

  • 1Широкую известность в общественных массах гелий получил благодаря использованию в качестве газа для воздушных шаров в аэродизайне.
  • 2Вес гелий легче воздуха и может применяться при полете на большом шаре с корзиной или на дирижабле, а кроме того в небо поднимают метеорологические зонды для определения погоды.
  • 3Незаменим для водолазов, используется на большой глубине для облегчения дыхания и чтобы не заболеть кессонным недугом.
  • 4Применяется в медицине при нарушения дыхания. Гелиевый газ смешанный с кислородом, обладает способностью помогать больным с астмой и заболеваниями гортани.
  • 5Гелием снижают температуру у сверхпроводящих магнитов в сканерах магнитно-резонансной томографии (МРТ). Кроме того этим газом охлаждают атомные реакторы.
  • 6Применяется при создании топлива для ракет.
  • 7Нужен некоторым лазерам, например тем, которые считывают штрих-коды товаров в магазинах.
  • 8Иногда используется для того, чтобы выявить поломку в виде утечки в высокотехнологичном оборудование с большим давлением или вакуумом.
  • 9При дуговой сварке гелий может защищать обрабатываемые детали от загрязнения из воздуха.
  • 10Применим в науке криогенетике, изучающая поведении элементов при сильно низкой температуре. Обывателю может показаться, что гелий чаще всего используется, как газ для воздушных шариков, однако, четверть всего добываемого во всем мире гелия, задействована именно в науке криогенетики. Шарики с гелием на морозе сужаются, а в тепле газ расширяется.
  • 11Газ гелий может помочь геологам определить возраст пород земли, где содержится уран или торий, а также найти глубинные разломы на поверхности земли.
  • 12Используется при создании ламп для освещения улиц и ярких вывесок магазинов.
  • 13Присутствует для консервирования в некоторых пищевых добавках, в частности E939.

Источник: http://www.Prospekt.pro/geliy.html

Гелий: сферы применения и способы добычи

Где используется Гелий?
10.04.2016

Гелий — это химический элемент, который представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса. Впервые был замечен при спектроскопии света (расщеплении света на лучи разного цвета), источаемого солнцем во время затмения.

В 1868 году французский астроном Пьер Жюль Жансен вместе с английским коллегой Джозефом Норманом Локьером смогли наблюдать новую светло-желтую линию, до этого неизвестную науке.

Как выяснилось, так отобразился ранее не известный элемент, который позже назвали гелием.

По распространению во вселенной гелий находится на втором месте после водорода, но на нашей планете этого газа не много. Лишь в 1895 году химик из Шотландии Уильям Рамзай выделил гелий из минерала клевеита.

Классификация месторождений

На сегодняшний день столь редкий элемент добывают из природного газа. Оренбургский газоперерабатывающий завод занимается этим в России.

В найденных месторождениях находится всего 0,055 % гелия в природном газе, что относит этот источник к «бедному». «Богатыми» месторождениями можно называть те, в которых процент искомого вещества составляет не ниже 0,5 %.

Если доля гелия в газе составляет 0,1–0,5 %, то такое месторождение носит имя «рядовое».

Гелий в природе

Земной гелий чаще всего образуется при распаде урана-235, тория и урана-238, а также нестабильных продуктов их распада. Газ медленно накапливается в земной коре. За миллионы лет одна тонна гранита, в которой содержится 10 г тория и 2 г урана, вырабатывает всего 0,5 см3 (или 0,09 мг) элемента.

Лишь немногие минералы, богатые торием и ураном, могут похвастаться высоким содержанием гелия. Кроме того, большая часть минералов подвергается выветриванию, перекристаллизации и другим процессам, в результате которых гелий уходит.

Высвободившиеся пузырьки могут раствориться в подземных водах или выйти в атмосферу через трещины и поры в минералах.

Производство гелия

На нашей планете всего насчитывается до 41 млрд кубометров гелия. Большое количество месторождений расположено в Китае, США, России, Алжире.

Всего в мире человечеством добывается приблизительно 175 млн кубометров гелия в год, из которых в России производится не более 5 млн м³.

Вызвано это тем, что самые богатые месторождения данного газа находятся в Сибири и на Дальнем Востоке, где производство пока что не налажено.

Как добывается гелий из природного газа

Добыча гелия из природного газа состоит из двух этапов. Вследствие проведения низкотемпературной конденсации можно получить гелиевый концентрат, в котором необходимого вещества уже имеется 80 %. Далее необходимо очисть полученный концентрат от примесей (методы зависят от элементов): водорода, аргона, неона, азота, метана.

Сферы применения гелия

Гелий имеет много полезных свойств, среди которых электропроводимость и теплопроводность. Во многих сферах требуются именно эти свойства. Газ часто применяется в авиации, ракетостроении, атомной и электронной промышленности, в медицине.

Впервые гелий применили в Германии в 1915 году, им стали наполнять дирижабли. Очень быстро этот легкий и негорючий газ стал незаменимым наполнителем для воздухоплавательных аппаратов.

В 30-х годах интерес к дирижаблестроению спал, что повлекло за собой сокращение объемов производства гелия, правда лишь на короткое время, так как на элемент начали обращать внимание химики, металлурги и машиностроители.

Гелий очень легкий, что позволяет применять его при погружении в воду или для воздухоплавания (воздушные шары, дирижабли).

Данный газ не токсичен, его можно вдыхать без вреда для здоровья. Именно по этой причине из него часто изготовляют различные дыхательные смеси.

Это могут быть составы для проведения кессонных работ или подводного плавания с аквалангами. Такая сфера применения газа связана с его низкой реактивностью и растворимостью в воде и крови.

В последнее время гелий стали часто применять в атомной промышленности: из данного вещества получается неплохой теплоноситель для атомных реакторов. Нашел свою нишу газ и в металлургии: из гелия можно создать защитную среду при сварке металлов.

Гелий, позволяющий получать сверхнизкие температуры, выполняет роль охлаждающего агента в Большом адронном коллайдере. Его используют при создании аппаратов МРТ, ракет «Аполлон» и спутниковой аппаратуры. Его применяют в качестве инертного газа при производстве оптоволокна и полупроводников. Газовые лазеры с гелием используют на кассах в супермаркетах для сканирования штрих-кодов.

Благодаря низкой плотности газ используется в качестве наполнителя для шаров, которые применяют как для декора, так и в исследовательских целях. Например, в метеорологии гелиевые шары нужны для того, чтобы поднять измерительные приборы на нужную высоту.

Хватит ли нам гелия?

По прогнозам ООО «Газпром ВНИИГАЗ», для всей индустрии понадобится около 238–312 млн кубометров уже к 2030 году, что значительно превышает предполагаемый объем добычи (213–238 млн кубометров).

Естественно возникнет дефицит, избежать который можно только с помощью повышения уровня производства гелия по всему миру.

Правительство Российской Федерации уже сейчас предпринимает необходимые меры по строительству центров производств столь важного ресурса в Чаядинском, Ковытинском и в других регионах Сибири.

Источник: https://geliy24.ru/stati/gelij-sfery-primeneniya-i-sposoby-dobychi

О бухгалтерии
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: