Газообразный гелий, его свойства и применение

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.