Helium adalah unsur kimia dengan simbol He dan nomor atom 2. Ia merupakan gas atmosfer yang langka, tidak berwarna, tidak berasa, tidak beracun, tidak mudah terbakar, dan hanya sedikit larut dalam air. Konsentrasi helium di atmosfer adalah 5,24 x 10⁻⁴ berdasarkan persentase volume. Ia memiliki titik didih dan titik leleh terendah dibandingkan unsur lainnya, dan hanya ada dalam bentuk gas, kecuali dalam kondisi yang sangat dingin.

Helium terutama diangkut dalam bentuk gas atau cair dan digunakan dalam reaktor nuklir, semikonduktor, laser, bola lampu, superkonduktivitas, instrumentasi, semikonduktor dan serat optik, kriogenik, MRI, dan penelitian laboratorium R&D.

Sumber Dingin Suhu Rendah

Helium digunakan sebagai pendingin kriogenik untuk sumber pendinginan kriogenik, seperti pencitraan resonansi magnetik (MRI), spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR), akselerator partikel kuantum superkonduktor, kolider hadron besar, interferometer (SQUID), resonansi putaran elektron (ESR) dan penyimpanan energi magnetik superkonduktor (SMES), generator superkonduktor MHD, sensor superkonduktor, transmisi daya, transportasi maglev, spektrometer massa, magnet superkonduktor, pemisah medan magnet kuat, magnet superkonduktor medan annular untuk reaktor fusi dan penelitian kriogenik lainnya. Helium mendinginkan material dan magnet superkonduktor kriogenik hingga mendekati nol absolut, di mana resistansi superkonduktor tiba-tiba turun menjadi nol. Resistansi superkonduktor yang sangat rendah menciptakan medan magnet yang lebih kuat. Dalam kasus peralatan MRI yang digunakan di rumah sakit, medan magnet yang lebih kuat menghasilkan detail yang lebih banyak dalam gambar radiografi.

Helium digunakan sebagai pendingin super karena helium memiliki titik leleh dan titik didih terendah, tidak membeku pada tekanan atmosfer dan 0 K, dan helium bersifat inert secara kimia, sehingga hampir tidak mungkin bereaksi dengan zat lain. Selain itu, helium menjadi supercair di bawah 2,2 Kelvin. Hingga saat ini, mobilitas ultra unik tersebut belum dimanfaatkan dalam aplikasi industri apa pun. Pada suhu di bawah 17 Kelvin, tidak ada pengganti helium sebagai pendingin dalam sumber kriogenik.

Aeronautika dan Astronautika

Helium juga digunakan dalam balon dan pesawat udara. Karena helium lebih ringan dari udara, pesawat udara dan balon diisi dengan helium. Helium memiliki keunggulan tidak mudah terbakar, meskipun hidrogen lebih mengapung dan memiliki tingkat kebocoran yang lebih rendah dari membran. Penggunaan sekunder lainnya adalah dalam teknologi roket, di mana helium digunakan sebagai media pengurang untuk menggantikan bahan bakar dan oksidator dalam tangki penyimpanan dan mengembunkan hidrogen dan oksigen untuk membuat bahan bakar roket. Helium juga dapat digunakan untuk menghilangkan bahan bakar dan oksidator dari peralatan pendukung darat sebelum peluncuran, dan dapat mendinginkan hidrogen cair di dalam pesawat ruang angkasa. Pada roket Saturn V yang digunakan dalam program Apollo, dibutuhkan sekitar 370.000 meter kubik (13 juta kaki kubik) helium untuk peluncuran.

Deteksi Kebocoran Pipa dan Analisis Deteksi

Penggunaan industri lain dari helium adalah deteksi kebocoran. Deteksi kebocoran digunakan untuk mendeteksi kebocoran pada sistem yang berisi cairan dan gas. Karena helium berdifusi melalui padatan tiga kali lebih cepat daripada udara, helium digunakan sebagai gas pelacak untuk mendeteksi kebocoran pada peralatan vakum tinggi (seperti tangki kriogenik) dan bejana bertekanan tinggi. Objek ditempatkan dalam ruang, yang kemudian dikosongkan dan diisi dengan helium. Bahkan pada laju kebocoran serendah 10⁻⁹ mbar•L/s (10⁻¹⁰ Pa•m³/s), helium yang keluar melalui kebocoran dapat dideteksi oleh perangkat sensitif (spektrometer massa helium). Prosedur pengukuran biasanya otomatis dan disebut uji integrasi helium. Metode lain yang lebih sederhana adalah dengan mengisi objek yang dimaksud dengan helium dan secara manual mencari kebocoran menggunakan perangkat genggam.

Helium digunakan untuk mendeteksi kebocoran karena merupakan molekul terkecil dan merupakan molekul monoatomik, sehingga helium mudah bocor. Gas helium diisi ke dalam objek selama deteksi kebocoran, dan jika terjadi kebocoran, spektrometer massa helium akan dapat mendeteksi lokasi kebocoran tersebut. Helium dapat digunakan untuk mendeteksi kebocoran pada roket, tangki bahan bakar, penukar panas, saluran gas, elektronik, tabung televisi, dan komponen manufaktur lainnya. Deteksi kebocoran menggunakan helium pertama kali digunakan selama proyek Manhattan untuk mendeteksi kebocoran di pabrik pengayaan uranium. Helium untuk deteksi kebocoran dapat digantikan dengan hidrogen, nitrogen, atau campuran hidrogen dan nitrogen.

Pengelasan dan Pengerjaan Logam

Gas helium digunakan sebagai gas pelindung dalam pengelasan busur dan pengelasan busur plasma karena energi potensial ionisasinya lebih tinggi daripada atom lain. Gas helium di sekitar lasan mencegah logam teroksidasi dalam keadaan cair. Energi potensial ionisasi helium yang tinggi memungkinkan pengelasan busur plasma pada logam yang berbeda yang digunakan dalam konstruksi, pembuatan kapal, dan kedirgantaraan, seperti titanium, zirkonium, magnesium, dan paduan aluminium. Meskipun helium dalam gas pelindung dapat digantikan oleh argon atau hidrogen, beberapa material (seperti titanium helium) tidak dapat digantikan untuk pengelasan busur plasma. Karena helium adalah satu-satunya gas yang aman pada suhu tinggi.

Salah satu bidang pengembangan yang paling aktif adalah pengelasan baja tahan karat. Helium adalah gas inert, yang berarti tidak mengalami reaksi kimia apa pun ketika terpapar zat lain. Karakteristik ini sangat penting dalam gas pelindung pengelasan.

Helium juga menghantarkan panas dengan baik. Inilah sebabnya mengapa helium umum digunakan dalam pengelasan di mana masukan panas yang lebih tinggi diperlukan untuk meningkatkan kemampuan pembasahan lasan. Helium juga berguna untuk mempercepat proses pengelasan.

Helium biasanya dicampur dengan argon dalam jumlah yang bervariasi dalam campuran gas pelindung untuk memanfaatkan sepenuhnya sifat-sifat baik dari kedua gas tersebut. Helium, misalnya, bertindak sebagai gas pelindung untuk membantu memberikan mode penetrasi yang lebih lebar dan dangkal selama pengelasan. Namun helium tidak memberikan pembersihan seperti yang dilakukan argon.

Akibatnya, produsen logam sering mempertimbangkan pencampuran argon dengan helium sebagai bagian dari proses kerja mereka. Untuk pengelasan busur logam terlindung gas, helium dapat terdiri dari 25% hingga 75% dari campuran gas dalam campuran helium/argon. Dengan menyesuaikan komposisi campuran gas pelindung, tukang las dapat memengaruhi distribusi panas las, yang pada gilirannya memengaruhi bentuk penampang logam las dan kecepatan pengelasan.

Industri Semikonduktor Elektronik

Sebagai gas inert, helium sangat stabil sehingga hampir tidak bereaksi dengan unsur lain. Sifat ini membuatnya digunakan sebagai pelindung dalam pengelasan busur (untuk mencegah kontaminasi oksigen di udara). Helium juga memiliki aplikasi penting lainnya, seperti semikonduktor dan pembuatan serat optik. Selain itu, helium dapat menggantikan nitrogen dalam penyelaman dalam untuk mencegah pembentukan gelembung nitrogen dalam aliran darah, sehingga mencegah penyakit penyelaman.

Volume Penjualan Helium Global (2016-2027)

Pasar helium global mencapai US$1.825,37 juta pada tahun 2020 dan diperkirakan akan mencapai US$2.742,04 juta pada tahun 2027, dengan tingkat pertumbuhan tahunan majemuk (CAGR) sebesar 5,65% (2021-2027). Industri ini menghadapi ketidakpastian yang besar di tahun-tahun mendatang. Data perkiraan untuk tahun 2021-2027 dalam makalah ini didasarkan pada perkembangan historis beberapa tahun terakhir, pendapat para ahli industri, dan pendapat para analis dalam makalah ini.

Industri helium sangat terkonsentrasi, bersumber dari sumber daya alam, dan memiliki produsen global yang terbatas, terutama di Amerika Serikat, Rusia, Qatar, dan Aljazair. Di dunia, sektor konsumen terkonsentrasi di Amerika Serikat, Cina, dan Eropa, dan sebagainya. Amerika Serikat memiliki sejarah panjang dan posisi yang tak tergoyahkan dalam industri ini.

Banyak perusahaan memiliki beberapa pabrik, tetapi biasanya pabrik-pabrik tersebut tidak berlokasi dekat dengan pasar konsumen target mereka. Oleh karena itu, produk tersebut memiliki biaya transportasi yang tinggi.

Sejak lima tahun pertama, produksi tumbuh sangat lambat. Helium adalah sumber energi yang tidak dapat diperbarui, dan kebijakan telah diterapkan di negara-negara penghasil untuk memastikan penggunaannya yang berkelanjutan. Beberapa pihak memperkirakan bahwa helium akan habis di masa depan.

Industri ini memiliki proporsi impor dan ekspor yang tinggi. Hampir semua negara menggunakan helium, tetapi hanya sedikit yang memiliki cadangan helium.

Helium memiliki berbagai macam kegunaan dan akan tersedia di semakin banyak bidang. Mengingat kelangkaan sumber daya alam, permintaan helium kemungkinan akan meningkat di masa depan, sehingga membutuhkan alternatif yang sesuai. Harga helium diperkirakan akan terus meningkat dari tahun 2021 hingga 2026, dari $13,53/m3 (2020) menjadi $19,09/m3 (2027).

Industri ini dipengaruhi oleh ekonomi dan kebijakan. Seiring pulihnya ekonomi global, semakin banyak orang yang peduli terhadap peningkatan standar lingkungan, terutama di wilayah terbelakang dengan populasi besar dan pertumbuhan ekonomi yang pesat, sehingga permintaan helium akan meningkat.

Saat ini, produsen global utama meliputi Rasgas, Linde Group, Air Chemical, ExxonMobil, Air Liquide (Dz), dan Gazprom (Ru), dll. Pada tahun 2020, pangsa penjualan 6 produsen teratas akan melebihi 74%. Diperkirakan persaingan di industri ini akan semakin ketat dalam beberapa tahun ke depan.

Peralatan Kriogenik HL

Karena kelangkaan sumber daya helium cair dan kenaikan harganya, penting untuk mengurangi kehilangan dan memulihkan helium cair dalam proses penggunaan dan transportasinya.

HL Cryogenic Equipment, yang didirikan pada tahun 1992, adalah merek yang berafiliasi dengan HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment berkomitmen untuk mendesain dan memproduksi Sistem Pipa Kriogenik Berinsulasi Vakum Tinggi dan Peralatan Pendukung terkait untuk memenuhi berbagai kebutuhan pelanggan. Pipa Berinsulasi Vakum dan Selang Fleksibel dibuat dengan bahan insulasi khusus multi-lapisan dan multi-layar vakum tinggi, dan melewati serangkaian perlakuan teknis yang sangat ketat dan perlakuan vakum tinggi, yang digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, gas etilen cair (LEG), dan gas alam cair (LNG).

Rangkaian produk Pipa Berjaket Vakum, Selang Berjaket Vakum, Katup Berjaket Vakum, dan Pemisah Fase di Perusahaan Peralatan Kriogenik HL, yang telah melalui serangkaian perlakuan teknis yang sangat ketat, digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, LEG dan LNG, dan produk-produk ini melayani peralatan kriogenik (misalnya tangki kriogenik, dewar dan coldbox, dll.) di industri pemisahan udara, gas, penerbangan, elektronik, superkonduktor, chip, perakitan otomatis, makanan & minuman, farmasi, rumah sakit, biobank, karet, manufaktur material baru, teknik kimia, besi & baja, dan penelitian ilmiah, dll.

HL Cryogenic Equipment Company telah menjadi pemasok/vendor yang memenuhi syarat untuk Linde, Air Liquide, Air Products (AP), Praxair, Messer, BOC, Iwatani, dan Hangzhou Oxygen Plant Group (Hangyang), dll.