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氦主要用于制冷、半導(dǎo)體、管道檢漏、焊接、金屬制造、深海潛水、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)、氣球載、科研、軍事等領(lǐng)域。下面結(jié)合氦資源主要應(yīng)用對(duì)氦資源用戶進(jìn)行分析。
制冷(家用電器)領(lǐng)域
氦氣主要用于冷凝器、蒸發(fā)器、管道系統(tǒng)的檢漏。
半導(dǎo)體、光纖領(lǐng)域
氦氣主要用于半導(dǎo)體工業(yè)中生長鍺和硅晶體的保護(hù)氣,光纖預(yù)制棒制作和光纖拉絲工藝中冷卻和保護(hù)性氛圍氣體。
焊接保護(hù)氣
用途:當(dāng)一些金屬在加熱或熔化時(shí),為了阻止其和大氣中的氧和氮反應(yīng),必須用惰性氣氛保護(hù)。金屬焊接加工中消耗了大量的氦。在惰性氣體保護(hù)的鎢電弧焊(TIG)中,不熔化的鎢電、灼熱的金屬填充物和焊接區(qū)域要用連續(xù)的氦或氦-混合進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)焊接所用的氣體混合物,可以用氦按不同比例配制。自19世紀(jì)末鼓起的是非顯現(xiàn)到1928年五顏六色電視問世以及1935年完成膠片拍照的五顏六色的電影,顯現(xiàn)技能閱歷了從是非向五顏六色顯現(xiàn)技能的時(shí)代跨過,現(xiàn)階段正處于數(shù)字顯現(xiàn)開展時(shí)期。根據(jù)焊接工藝、焊絲和被焊的母材的不同,混合氣的組成可以不同,通常氦-混合氣中氦的含量為15%-70%。
低溫工程領(lǐng)域
用途:由于氦的化學(xué)惰性和極低的液化點(diǎn),它在除極低溫度外的所有溫度下都接近理想氣體行為,且單位質(zhì)量的熱容量高,黏度低和熱導(dǎo)率高等特性,所以氦通常被用做封閉循環(huán)低溫制冷機(jī)的工作介質(zhì)、國家重大科學(xué)工程中低溫超導(dǎo)磁體和超導(dǎo)腔的冷卻介質(zhì)以及大專院??蒲袑?shí)驗(yàn)等。關(guān)于六氟化硫的環(huán)保問題1997年的《京都議定書》已經(jīng)明確:六氟化硫是目前發(fā)現(xiàn)的六種溫室氣體之一。
航天航空領(lǐng)域
用途:在火箭和空間飛行器燃料系統(tǒng)中,氦氣用于清洗低溫燃料和氧化貯槽,以及加壓低溫貯槽液面上部空間,以提供直接輸送液體氫和液體氧的壓力或者僅給輸液泵提供凈吸入正壓,氦常用于氣動(dòng)控制系統(tǒng)中作為工作介質(zhì)。在火箭發(fā)射之前,為了在點(diǎn)火的初幾分鐘內(nèi)得到的推進(jìn)效率,低溫氦已用于預(yù)冷上一級(jí)液氫火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。液氦還廣泛用于低溫輻射檢測(cè)器以及用于空間探索計(jì)劃中其他專門儀表。應(yīng)用場(chǎng)所的不同決定了對(duì)于氦氣的要求千差萬別,出了部分應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诤獾囊蟆?
氣球載(浮空器)
用途:民用或浮空器、飛艇、氣球等充裝氣體。
汽車制造領(lǐng)域
用途:氦氣用于汽車安全氣囊中、在汽車鋁合金輪轂氣密性檢漏中、汽車空調(diào)蒸發(fā)器、壓縮機(jī)及冷凝器的氣密性檢漏中、氦氣在車架激光焊接中的應(yīng)用。
其它領(lǐng)域
核反應(yīng)堆、電光源、冶金和金屬加工工藝、分析測(cè)試載氣等。這部分氣一般不回收。
1、壓力通常有15MPa,使用時(shí)應(yīng)用YQY-12或152IN-125等減壓器減壓后使用,使用前應(yīng)用肥皂水檢漏氣體管道,確保氣體管道不漏氣。
2、確保氦氣不泄露、工作場(chǎng)所保持通風(fēng),當(dāng)氦氣含量增加導(dǎo)致氧氣含量低于19.5%時(shí),患者先出現(xiàn)呼吸加快、注意力不集中、濟(jì)失調(diào);繼之出現(xiàn)疲倦無力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐,以致。
3、每瓶氦氣在使用到尾氣時(shí),應(yīng)保留瓶?jī)?nèi)余壓在0.5MPa,小不得低于0.25MPa余壓,應(yīng)將瓶閥關(guān)閉,以保證氣體質(zhì)量和使用安全。
4、瓶裝氦氣在運(yùn)輸儲(chǔ)存、使用時(shí)都應(yīng)分類堆放,不準(zhǔn)靠近明火和熱源,應(yīng)做到勿近火、勿沾油蠟、勿曝曬、勿重拋、勿撞擊,嚴(yán)禁在氣瓶身上進(jìn)行引弧或電弧,嚴(yán)禁野蠻裝卸,短距離移動(dòng)氦氣鋼瓶應(yīng)使用鋼瓶專用手推車,長距離移動(dòng)鋼瓶應(yīng)用危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛運(yùn)輸。液氦的溫度為4.25K,與皮膚接觸能引起嚴(yán)重凍。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),所以常被用來制作防腐劑。
5、存貯氦氣的鋼瓶使用和檢驗(yàn)遵照質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定,氣瓶充氣壓力不得超過規(guī)定壓力。安全帽要隨時(shí)裝上,一保護(hù)氣閥,氣瓶每三年檢驗(yàn)一次(特殊情況例外)做外表檢查及進(jìn)行水壓試驗(yàn),試驗(yàn)合格后方可繼續(xù)使用,檢驗(yàn)在充氣單位進(jìn)行。他又將溫度進(jìn)一步降低,試圖得到固態(tài)氦,卻并沒有成功(固態(tài)氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的)。
六氟化硫(以下簡(jiǎn)寫 :SF6)以其良好的絕緣性能和滅弧性能,被廣泛應(yīng)用于電器工業(yè),如:斷路器、高壓開關(guān)、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感器等。六氟化硫還因其化學(xué)惰性、無毒 、不燃及無腐蝕性,還被廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、大氣示蹤,電子制造等行業(yè)。該項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)了高溫、高速、高粉塵的環(huán)境下無擾動(dòng)氣體回收,將氦含量≤50%的原料氣在線純化后供回>99。
六氟化硫自20世紀(jì)初(1900年)在實(shí)驗(yàn)室(法國巴黎大學(xué))初次合成后,研究發(fā)現(xiàn)其具有良好的電氣性能,逐步開始工業(yè)生產(chǎn)。歷經(jīng)試驗(yàn)研究和在小型電氣設(shè)備上的應(yīng)用,20世紀(jì)60年代后,開始應(yīng)用于大容量電氣設(shè)備,繼而出現(xiàn)了全封閉組合電器。
我國對(duì)六氟化硫電氣設(shè)備的認(rèn)識(shí)始于20世紀(jì)60年代,70年代初首臺(tái)國產(chǎn)設(shè)備投運(yùn),首組氣體絕緣變電站(簡(jiǎn)稱:GIS)引進(jìn),此后不同電壓等級(jí)設(shè)備相繼得到鑒定和使用,到改革開放的80年代,大量的六氟化硫電氣設(shè)備引進(jìn)和研制成功,不斷地促進(jìn)了六氟化硫電氣設(shè)備在我國的迅速發(fā)展。至目前,高壓斷路器幾乎全部使六氟化硫替代絕緣油和空氣介質(zhì);在大部分薯?xiàng)l類包裝袋里也含有少量氦氣,不過不必?fù)?dān)心,沒有危害。GIS在許多省網(wǎng)已經(jīng)投運(yùn),六氟化硫變壓器也在一些城網(wǎng)改造中得以引進(jìn);其他如互感器、套管等也得到大量更換與應(yīng)用,甚至電容器、避雷器和管道母線等設(shè)備亦在應(yīng)用。