ガスエンジンの運転中、製品の故障モードとして、スパークプラグの電極ギャップに異常な貴金属粒子が出現し、電極ギャップが狭まり、点火電圧が低下するという問題が発生します。極端な場合には、電極が直接短絡し、電圧が0になります。これは、ガスエンジンの制御パネルのパラメータにおいて、シリンダー温度の低下および点火不良として現れます。
テストの結果、異常な粒子材料はスパークプラグ電極の貴金属本体材料で構成されていることが明らかになりました。
サービス中、スパークプラグ電極は、高温、酸素、電気腐食、硫黄腐食、水蒸気といった複雑な環境にさらされます。燃料ガス中の硫化水素（H₂S）は、高温とアーク放電の複合効果により貴金属電極と反応し、電極表面にナノメートルからサブミクロンサイズの薄い反応層を形成します。主成分は硫化白金（PtS）と硫化イリジウム（IrS₃）であり、少量の酸化白金（PtO₂）と酸化イリジウム（IrO₂）を伴います。この反応層は多孔質で脆く、電極基材への密着性が極めて低いため、貴金属粒子が電極表面から剥離する根本的な原因となります。
貴金属反応層が電極表面から剥離する瞬間、ガスエンジン内の高温と強力な還元雰囲気（CH₄、H₂、COが豊富）の影響下で、剥離した反応層は直接貴金属元素に還元されます。主な還元反応は以下の通りです。
PtS + H₂ → Pt（元素） + H₂S↑
IrS₃ + H₂ → Ir（元素） + H₂S↑
PtO₂ + CO → Pt（元素） + CO₂↑
IrO₂ + CO → Ir（元素） + CO₂↑
新たに還元された白金/イリジウム元素は液滴状で、液体または半溶融状態です。予燃焼室内の渦流によって、これらの液滴は電極表面に再付着します（高温下での同一金属の濡れ効果により、液滴は電極に非常に強固に結合します）。もし液滴が電極ギャップに付着した場合、前述の点火不良が直接発生します。
硫黄は、電極の腐食および粒子の剥離/再形成を加速する上で重要な役割を果たします。その影響の程度は、ガス燃焼中の硫黄含有量によって決まりますが、業界では一般的に20 ppm未満に管理されています。硫黄以外に、貴金属粒子の形成を誘発するその他の重要な要因としては、電極の高温およびガスエンジンのノッキングが挙げられます。
電極の高温は、スパークプラグの熱価が低すぎるために発生することが多く、スパークプラグ電極からの熱放散がタイムリーに行われないことが原因です。これは製品の互換性の問題です。この種の故障を分析する際には、スパークプラグの熱価の互換性を優先すべきです。同じユニットのほとんどのユーザーがこの故障を経験しない場合、スパークプラグの設計上の問題はほぼ除外できます。同じユニットで故障が広範囲にわたる場合は、電極温度を下げるための設計最適化が必要です（最適化には、セラミック放熱構造、電極構造などが含まれます）。
スパークプラグとユニットの互換性の問題により、故障の確率はユニット負荷と高度に関連しています。ユニットが長期間低負荷で運転される場合、貴金属粒子による点火不良は一般的に発生しにくいです。
この種の故障に対応するため、設計最適化によって根本的に電極温度を下げることに加えて、電極ギャップを広げることが一時的な対策として考えられます。
ガスエンジンの運転中、製品の故障モードとして、スパークプラグの電極ギャップに異常な貴金属粒子が出現し、電極ギャップが狭まり、点火電圧が低下するという問題が発生します。極端な場合には、電極が直接短絡し、電圧が0になります。これは、ガスエンジンの制御パネルのパラメータにおいて、シリンダー温度の低下および点火不良として現れます。
テストの結果、異常な粒子材料はスパークプラグ電極の貴金属本体材料で構成されていることが明らかになりました。
サービス中、スパークプラグ電極は、高温、酸素、電気腐食、硫黄腐食、水蒸気といった複雑な環境にさらされます。燃料ガス中の硫化水素（H₂S）は、高温とアーク放電の複合効果により貴金属電極と反応し、電極表面にナノメートルからサブミクロンサイズの薄い反応層を形成します。主成分は硫化白金（PtS）と硫化イリジウム（IrS₃）であり、少量の酸化白金（PtO₂）と酸化イリジウム（IrO₂）を伴います。この反応層は多孔質で脆く、電極基材への密着性が極めて低いため、貴金属粒子が電極表面から剥離する根本的な原因となります。
貴金属反応層が電極表面から剥離する瞬間、ガスエンジン内の高温と強力な還元雰囲気（CH₄、H₂、COが豊富）の影響下で、剥離した反応層は直接貴金属元素に還元されます。主な還元反応は以下の通りです。
PtS + H₂ → Pt（元素） + H₂S↑
IrS₃ + H₂ → Ir（元素） + H₂S↑
PtO₂ + CO → Pt（元素） + CO₂↑
IrO₂ + CO → Ir（元素） + CO₂↑
新たに還元された白金/イリジウム元素は液滴状で、液体または半溶融状態です。予燃焼室内の渦流によって、これらの液滴は電極表面に再付着します（高温下での同一金属の濡れ効果により、液滴は電極に非常に強固に結合します）。もし液滴が電極ギャップに付着した場合、前述の点火不良が直接発生します。
硫黄は、電極の腐食および粒子の剥離/再形成を加速する上で重要な役割を果たします。その影響の程度は、ガス燃焼中の硫黄含有量によって決まりますが、業界では一般的に20 ppm未満に管理されています。硫黄以外に、貴金属粒子の形成を誘発するその他の重要な要因としては、電極の高温およびガスエンジンのノッキングが挙げられます。
電極の高温は、スパークプラグの熱価が低すぎるために発生することが多く、スパークプラグ電極からの熱放散がタイムリーに行われないことが原因です。これは製品の互換性の問題です。この種の故障を分析する際には、スパークプラグの熱価の互換性を優先すべきです。同じユニットのほとんどのユーザーがこの故障を経験しない場合、スパークプラグの設計上の問題はほぼ除外できます。同じユニットで故障が広範囲にわたる場合は、電極温度を下げるための設計最適化が必要です（最適化には、セラミック放熱構造、電極構造などが含まれます）。
スパークプラグとユニットの互換性の問題により、故障の確率はユニット負荷と高度に関連しています。ユニットが長期間低負荷で運転される場合、貴金属粒子による点火不良は一般的に発生しにくいです。
この種の故障に対応するため、設計最適化によって根本的に電極温度を下げることに加えて、電極ギャップを広げることが一時的な対策として考えられます。
