یکی از آندهای مورد استفاده در سامانههای حفاظت کاتدی به روش تزریق جریان، آندهای چدنی پر سیلیس هستند. این آندها به صورت متداول در ابعاد ۲ در ۶۰ اینچ و ۳ در ۶۰ اینچ و بر اساس استاندارد ASTM-A518 (Grade 3) تولید میشوند. به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی و در نتیجه افزایش طول عمر این نوع آند از عناصر سیلیسیم و کروم در ترکیب شیمیایی آنها استفاده میشود. این عناصر با تشکیل لایه اکسیدی روی سطح آند، سبب ایجاد لایه محافظ میگردند.
در استفاده از آندهای چدنی پر سیلیس لازم است از پشت بند کربنی استفاده شود. این امر سبب بهبود جریان دهی آند و در نتیجه بهبود عملکرد آن میشود. در صورتی که آندها در یک لوله گالوانیزه که در برگیرنده بکفیلی از کک، ابزار نگهدارنده آند در مرکز، درپوش، و دستگیره حمل است ارائه شوند، در به آنها آندهای کنیستر شده میگویند. این موضوع سبب ایجاد سهولت در فرآیند نصب آند در مواردی که حفاری جهت ایجاد بستر آندی با روش های معمول سنتی قابل اجرا نمیباشد، میگردد.
از نکات قابل توجه در استفاده از آندهای چدن پر سیلیس، نرخ مصرف آندها در طی زمان بوده که منجر به در نظر گرفتن "ضریب بازدهی" برای این آندها در محاسبات مربوط به برآورد تعداد آندها مورد نیاز برای حفاظت سازه میگردد. در نهایت لازم است تعداد برآورد شده از نظر وزنی و جریانی جوابگوی الزامات طراحی باشند.
مطابق استاندارد ASTM-A518 آندهای چدن پر سیلیسیوم در سه گرید زیر تولید میشوند. مطابق این استاندارد گرید ۲ برای استفاده در محیطهای حاوی یون کلراید بالا توصیه میشود. پرکاربردترین نوع آند در سامانههای تزریق جریان، گرید 3 است.
آندهای MMO به علت نرخ خوردگی بسیار پایین (کمتر از ۱mg/A.Year 1) و جریان دهی بالاتر در مقایسه با آندهای چدنی پر سیلیس، متداول ترین آند مورد استفاده در سامانههای حفاظت کاتدی به روش تزریق هستند. از تفاوتهای دیگر این گروه از آندها در مقایسه با آندهای چدن پر سیلیس، پایداری ابعادی این گروه از آندها در طی زمان و نرخ مصرف ناچیز آنها میباشد.
ساختار این آندها از فلز زمینه تیتانیم با پوششی چند میکرونی از اختلاط اکسیدهای فلزی مانند تیتانیوم، ایریدیوم، روتنیوم و تانتالوم تشکیل شده است. شکل پذیری آسان و وزن پایین تیتانیوم سبب شده آندهای MMO در اشکال مختلف و کاربری های متفاوت تولید گردند. آزمون عملکرد این آندها مطابق استاندارد NACE TM 0108 انجام میپذیرد. مطابق استاندارد IGC-M-TP-22(0) حداکثر دانسیته جریان خروجی آندهای MMO در محیطهای مختلف برای عمر عملکرد 25 سال به شرح جدول زیر است.
انواع آندهای MMO براساس شکل ظاهری شامل موارد زیر است:
به منظور حفاظت کاتدی سازههای فلزی مدفون در خاک یا غوطه ور در آب با استفاده از بسترهای چاهی، توزیع شده، سطحی افقی، سطحی عمودی و ... از آندهای MMO لوله ای استفاده میشود. این آندها به صورت متداول در ابعاد ۲۵x۱۰۰۰ یا ۲۵x۵۰۰ میلیمتر تولید میگردند و جریان خروجی آن ها در محیطهای مختلف مطابق استاندارد IGC-M-TP-22(0) برابر با جدول زیر است. آندهای MMO لوله ای معمولا در بسترهای حاوی ذغال کک یا به همراه پشت بند کربنی اجرا میشوند. این عمر سبب بهبود جریان دهی آندها میگردد.
علاوه بر ابعاد مذکور امکان تولید آندهای لوله ای با سایر ابعاد نیز وجود دارد. انتخاب زیر لایه تیتانیومی این آندها مطابق استاندارد ASTM B338 Grade 1 صورتمیپ ذیرد
به منظور حفاظت کاتدی سطح خارجی کف مخازن رو زمینی معمولا از آندهای MMO نواری استفاده میشود. استفاده از این آندها برای حفاظت کاتدی میلگردهای سازههای بتنی مسلح نیز متداول است. تیتانیوم زیرلایهی این آندها مطابق استاندارد ASTM B265 Grade 1 انتخاب میشود. ابعاد آندهای MMO نواری و دانسیته جریان خروجی آنها در محیطهای مختلف مطابق جدول زیر است.
به منظور حفاظت کاتدی سطح خارجی کف مخازن از شبکه ای شامل آندهای MMO نواری و کنداکتوربار تیتانیومی استفاده میشود. انتخاب تیتانیوم به عنوان کنداکتوربار مانند زیرلایه آند واری مطابق الزامات استاندارد ASTM B265 Grade 1 صورت میپذیرد. کنداکتور بار تیانیومی که به عرض ۱۲.۷ میلیمتر و ضخامت ۰.۹ میلیمتر تولید میشود، به وسیله جوش نقطهای (Spot Weld) به آند MMO نواری متصل میشود.
نوع توری آندهای نواری به صورت ویژه به منظور حفاظت کاتدی میلگردهای سازههای بتنی مسلح به کار برده میشود. ضخامت این آندها ۱.۳ میلیمتر بوده و پهنای آن ها از ۱۰ الی 25 میلیمتر متغیر است. طول عمر این آندها در بتن حداقل ۵۰ و حداکثر ۱۰۰ سال در نظر گرفته میشود.
از آندهای MMO سیمی شکل به منظور حفاظت کاتدی خطوط لوله مدفون در خاک استفاده میشود. اجرای این آندها در طول خط لوله ضمن کاهش هزینههای اجرا، سبب توزیع یکنواخت جریان میشود. این آندها در حفاظت کاتدی مخازن دفنی، میلگردهای سازههای بتنی مسلح و سطح خارجی کف مخازن نیز قابلیت استفاده دارند. ابعاد متداول برای تولید این آندها و جریان خروجی آنها به شرح جدول زیر است. با این وجود امکان تولید این آندها در سایر ابعاد نیز وجود دارد.
به منظور حفاظت خطوط لوله مدفون در خاک با استفاده از آند سیمی MMO این آندها به همراه پشت بند کربنی اجرا میگردند. این آندها ممکن است به همراه کابل، پشت بند کربنی و پوشش محافظ تامین گردند که به اصطلاح به آن ها Piggy Back گفته میشود.
علاوه بر اشکال شرح داده شده بالا، برای کاربردهای آزمایشگاهی و ویژه امکان تولید آندهای MMO در سایر ااشکال نیز وجود دارد که متداولترین آنها عبارتند از:
با توجه به عمر متداول سیستمهای حفاظت کاتدی (20 تا 25 سال) و با توجه به نرخ مصرف بسیار پایین پلاتینیوم، تنها مقدار کمی از این عنصر برای استفاده به عنوان آند تزریق جریان لازم است. با در نظر گرفتن هزینههای بالای تامین پلاتینیوم خالص، از آن به عنوان پوشش با ضخامت حدود ۲.۵ میکرون بر روی فلزاتی نظیر تیتانیوم و نیوبیوم استفاده میشود. در صورت استفاده از این آندها در محیطهای خورندهتر، این ضخامت باید تا حدود ۵ میکرون افزایش یابد.
با توجه به اینکه اکسید تیتانیوم در محیطهای حاوی یون فلوراید حل شده و پسیواسیون آندی نمیتواند از فلز پایه محافظت نماید، آندهای پلاتینایز شده نباید در این گونه محیطها مورد استفاده قرار گیرند.