Affrontare la carenza di elio

Secondo un vecchio detto “ciò che sale deve scendere”. Sfortunatamente, questo non è vero né per un palloncino riempito di elio né per l'elio utilizzato nelle applicazioni di prova di tenuta.

Dal gennaio 2022 c'è una carenza mondiale di elio. La guerra in Ucraina ha interrotto la fornitura di elio dalla Russia, uno dei principali esportatori di gas. Quattro dei cinque maggiori fornitori di elio al mondo sono stati costretti a razionare il gas per i propri clienti, compresi i produttori che fanno affidamento su di esso per verificare eventuali perdite in elettrodomestici, ricambi auto, dispositivi medici e altri prodotti.

Gli assemblatori sono stati costretti a stringere i denti e pagare di più per l’elio, oppure a trovare alternative.

L'elio è un gas inerte popolare per una varietà di applicazioni analitiche, criogeniche, di trasferimento di calore, sollevamento, rilevamento di perdite e schermatura. I maggiori utilizzatori industriali di elio sono gli ospedali, dove la temperatura estremamente bassa dell’elio liquido viene utilizzata per mantenere le proprietà superconduttrici dei magneti nelle apparecchiature MRI. Viene utilizzato anche come refrigerante per trasferire il calore in modo efficace, grazie alla sua elevata conduttività termica, nelle industrie delle fibre ottiche e dell'elettronica.

Tali applicazioni rappresentano circa il 40% del mercato. I palloncini per le feste rappresentano un altro 15%, mentre i test di tenuta rappresentano solo il 5% circa dell’utilizzo dell’elio.

Il test delle perdite di elio sotto vuoto è il più accurato ed efficiente di tutti i sistemi di rilevamento delle perdite di gas tracciante e viene utilizzato per testare parti con tassi di perdita estremamente piccoli. Fornisce una migliore ripetibilità rispetto ad altri metodi di rilevamento delle perdite di gas tracciante, offre tempi di ciclo più brevi ed è meno sensibile alla temperatura e ad altri fattori ambientali esterni. Altri vantaggi includono tempi di ciclo rapidi ed elevata ripetibilità.

I test di perdita di elio sotto vuoto possono essere eseguiti utilizzando il metodo “inside-out” o “outside-in”. Entrambi i metodi offrono vantaggi simili, ma il test del vuoto spinto dentro e fuori può fornire un livello di sensibilità più elevato e ha una ridotta possibilità di errore umano poiché il processo di test è automatizzato. Richiede inoltre più attrezzature rispetto a un metodo outside-in eseguito da un operatore.

“L'elio sarà sempre necessario per determinati tipi di test”, afferma Gordon Splete, product manager globale presso Cincinnati Test Systems Inc. “Oggi c'è una maggiore domanda di elio, perché i tassi di perdita stanno diminuendo in molte applicazioni.

"Il vantaggio più grande derivante dall'utilizzo dell'elio è che si tratta di un gas non reattivo, quindi non viene degassato da nessun altro processo", spiega Splete. “Ciò rende più facile il controllo rispetto ad altri tipi di gas”.

A parte il prezzo del gas stesso, il test delle perdite di elio è in genere più costoso rispetto ad altri tipi di metodi, come il decadimento della pressione. Questo perché è necessario più hardware e i sensori sono più complessi. Ma ciò non distrae alcuni produttori.

"Abbiamo riscontrato una domanda regolare di apparecchiature per il rilevamento delle perdite di elio poiché diverse industrie introducono nuovi prodotti con specifiche di test più rigorose o stanno sostituendo i rilevatori di perdite più vecchi che hanno raggiunto la fine della loro vita operativa", afferma Chris Olsen, direttore della progettazione presso Strumento per vuoto Corp. (VIC). “I prodotti e le industrie che utilizzano l’elio come gas tracciante per le prove di tenuta sono illimitati”.

Viene utilizzato dai produttori di dispositivi medici per testare dispositivi impiantabili come i pacemaker. I produttori aerospaziali utilizzano l'elio per testare interruttori elettronici e componenti pneumatici ad alta pressione.

L'industria degli elettrodomestici utilizza l'elio per testare accumulatori, bobine, compressori, valvole di espansione e altri componenti all'interno di condizionatori, frigoriferi e apparecchiature di refrigerazione commerciale.

"Qualsiasi prodotto caricato con refrigeranti deve essere rigorosamente testato per eventuali perdite e l'elio è la scelta ideale", osserva Thomas Parker, responsabile vendite del mercato automobilistico nordamericano presso Inficon Inc.

Tradizionalmente, l'elio è stato ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica per testare i componenti del sistema di alimentazione, come iniettori di carburante, canali di alimentazione e serbatoi del gas, oltre ad airbag, ruote in alluminio e radiatori.