Beitrag zur Korrosion der Legierung Pt/Rh 90/10 in einer Glasschmelze unter dem Einfluß des elektrischen Stromes

Abstract

Seit Wiederinbetriebnahme zweier reparierter, mit Gas beheizter Glasschmelzwannen waren in den Speisern kurz hintereinander zwei Plungerkappen aus Pt/Rh 90/10 nach jeweils wenigen Tagen Einsatz bei 1250 °C am flachen Boden durchgefressen, während die Kappen in den Speisern zweier älterer Wannen nach Monaten noch intakt waren. In allen vier Wannen war das gleiche Glas geschmolzen worden, nur war bei der Reparatur der zwei Wannen eine andere Steinqualität verwendet worden als bisher. Die korrodierten Kappenböden wiesen Anschmelzerscheinungen auf und hatten in diesen Bereichen Silicium und Antimon aufgenommen. Diese Elemente erniedrigen den Schmelzpunkt des Platins bis 830 bzw. 633 °C. Bei der Suche nach dem Reaktionsmechanismus, der die beiden Elemente im Speiser der reparierten Wannen am Boden der Kappen aus der Glasschmelze reduziert hatte, wurde u. a. das Vorliegen von vagabundierenden oder galvanischen Strömen in Erwägung gezogen. Zur Prüfung dieser Hypothese wurden in Modellversuchen Glasschmelzen der gleichen Zusammensetzung in einem Tiegel aus Pt/Rh 90/10 bei etwa 1200 °C der Elektrolyse unterworfen, wobei der Tiegel als eine Elektrode und ein zentral eingetauchter Blechstreifen derselben Legierung als Gegenelektrode diente. Wurde letztere als Kathode geschaltet, so wurde sie schon bei Anlegung einer Gleichspannung von 1,5 V unter den gleichen Anschmelzerscheinungen wie die Plungerkappen stark korrodiert. Analoge Korrosionseffekte an der zentralen Elektrode verursachte eine Wechselspannung von 3 V und 50 Hz. Die korrodierten Elektroden wurden spektralanalytisch, metallografisch und heizmikroskopisch untersucht. Durch Erdung der Plungerkappen und der Glasschmelzen mit Platindraht bzw. -band konnte die Korrosion der Kappen auch im Speiser der reparierten Glasschmelzwannen unterbunden werden. Contribution on the corrosion of Pt/Rh 90/10 alloy in glass melts under the influence of an electric current Following repairs to two gas fired tanks, two plungers with coatings of Pt/Rh 90/10 alloy were installed close together in the forehearth and, after only a few days at 1250 °C, the flat ends of the coatings were corroded through; yet similar plunger-coatings remained intact for months in two older furnaces. All four furnaces were melting the same type of glass but during repairs to the two tanks a different quality of refractory was used. The corroded regions showed signs of melting and in those regions had taken up silicon and antimony. These elements lower the melting point of platinum to 830 and 633 °C, respectively. In seeking a reaction mechanism which could account for the reduction of these two elements originally present in the melt, at the surface of the coating, the possibility of stray or galvanic electric currents was considered. To test this hypothesis some model experiments were made on the electrolysis of the same glass in a Pt/Rh 90/10 alloy crucible at about 1200 °C. The crucible was one electrode and a centrally immersed strip of the same metal the other. When the central electrode was the cathode an applied voltage of 1,5 V was sufficient to produce the type of severe corrosion seen on the coatings. Similar effects on the central electrode were seen with a 50 Hz 3 V alternating current. The corroded electrodes were examined by spectral analysis, metallographic and hot stage microscope methods. Earthing the plunger-coatings and the melt with platinum wire or strip has prevented the corrosion in the repaired tanks. Contribution à la corrosion de l'alliage Pt/Rh 90/10 dans une fonte de verre sous l'influence d'un courant électrique Lors de la remise en service, après réparation, de deux fours de verrerie chauffés au gaz, on a pu constater dans les distributeurs, à peu de temps d'intervalle, une très forte corrosion du fond plat de deux coiffes de plongeurs en alliage Pt/Rh 90/10 après quelques jours seulement d'utilisation à 1250 °C, alors que les coiffes utilisées dans les distributeurs de deux fours plus anciens restaient encore intactes après plusieurs mois de service. Le même verre était fondu dans les quatre fours et seule, la qualité des réfractaires avait été modifiée lors des réparations. Les fonds de coiffes corrodés avaient subi des phénomènes de fusion, du silicium et de l'antimoine s'étant alliés à ces endroits. Ces éléments avaient pour effet d'abaisser le point de fusion du platine respectivement à 830 et 633 °C. En cherchant à éclaircir le mécanisme réactionnel de la reduction des deux éléments à partir de la fonte de verre dans le distributeur des fours réparés, on a pris en considération la présence possible de courants vagabonds ou galvaniques. Pour vérifier cette hypothèse, on a soumis à électrolyse des fontes de verre de même composition, au cours d'essais sur modèle effectués dans un creuset Pt/Rh 90/10 à environ 1200 °C, le creuset faisant fonction d'électrode et une laure du même alliage plongée au centre du creuset jouant le rôle de contre-electrode. En utilisant cette dernière comme cathode, on a constaté, même si l'on n'appliquait qu'un courant continu de 1,5 V, l'apparition des mêmes phénomènes de fusion et de forte corrosion que sur les coiffes des plongeurs. Une tension alternative de 3 V et 50 Hz donnait naissance à des phénomènes de corrosion analogues sur l'électrode centrale. Les électrodes corrodées ont été examinées par analyse spectrale, par métallographie et au microscope chauffant. La mise à la terre des coiffes de plongeurs et des fontes à l'aide d'un fil ou d'un ruban de platine a permis de supprimer la corrosion des coiffes dans les distributeurs des fours réparés.