席光蘭（國(guó)家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心 北京 100192）

周春水（國(guó)家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心 北京 100192）

聯(lián)合國(guó)教科文組織2001年《保護(hù)水下文化遺產(chǎn)公約》強(qiáng)調(diào)，原址保護(hù)應(yīng)作為保護(hù)水下文化遺產(chǎn)的首選方案[1]。犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)是一種重要的水下遺址原址保護(hù)方法，特別適用于金屬遺物或遺跡原址保護(hù)[2]。近年來(lái)我國(guó)開(kāi)展了犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在船艦原址保護(hù)中的研究工作。致遠(yuǎn)艦、經(jīng)遠(yuǎn)艦的發(fā)現(xiàn)給沉船原址保護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)，這類船艦的一個(gè)特點(diǎn)是船艦體外殼包有金屬，多數(shù)為鐵甲艦，船載文物多數(shù)為金屬文物。研究與實(shí)踐證明，犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)是艦船控制金屬腐蝕有效的方法[3]，因此犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)是此類沉船原址保護(hù)的一項(xiàng)重要技術(shù)，同時(shí)也是其他類沉船原址保護(hù)的一種輔助方法。

一、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法概述

陰極保護(hù)是通過(guò)外加陰極極化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。犧牲陽(yáng)極法是陰極保護(hù)的一種方法，在被保護(hù)金屬構(gòu)筑物上聯(lián)結(jié)一個(gè)電位更負(fù)的金屬或合金作陽(yáng)極，依靠它不斷溶解所產(chǎn)生的陰極電流對(duì)金屬進(jìn)行陰極極化[4]。犧牲陽(yáng)極法是一種較古老的陰極保護(hù)方法。1823年英國(guó)的Davy在研究木制艦船銅包皮海水腐蝕時(shí)采用Sn、Fe和Zn進(jìn)行對(duì)銅的保護(hù)試驗(yàn)，是有關(guān)犧牲陽(yáng)極保護(hù)的最早報(bào)道。1824年Davy首先提出用鋅塊來(lái)保護(hù)船舶，以后逐步推廣到港灣設(shè)施，地下管道和化工機(jī)械設(shè)備等方面[5]。犧牲陽(yáng)極法具有電流分散能力好，不需要外加電源和專人管理，不會(huì)干擾臨近金屬設(shè)施，施工方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，目前在陰極保護(hù)中仍廣泛使用。在某些場(chǎng)合(例如沒(méi)有外加電源)，只能采用犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)[6]。

20世紀(jì)50年代以后，犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。我國(guó)對(duì)犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)利用起步于中華人民共和國(guó)成立以后，某些方面已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

（一）基本原理

犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)，即將電位更負(fù)、更易遭受腐蝕的金屬作為保護(hù)極，與被保護(hù)金屬相連構(gòu)成原電池，被犧牲的金屬將作為陽(yáng)極發(fā)生失電子反應(yīng)而消耗，被保護(hù)金屬的電位則負(fù)移到熱力學(xué)穩(wěn)定區(qū)，可以避免腐蝕。圖1所示為犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程示意圖[7]，陽(yáng)極金屬代替被保護(hù)金屬體失去電子，被保護(hù)金屬只起到電子傳導(dǎo)作用而被保護(hù)。

從電化學(xué)角度，被保護(hù)的金屬是因?yàn)楦g電流減小而被保護(hù)。圖2是犧牲陽(yáng)極法的電化學(xué)原理圖。在被保護(hù)之前，金屬（陽(yáng)極）在介質(zhì)中的平衡電位為EK0，陰極平衡電位為，相應(yīng)的陽(yáng)極腐蝕電流為；而在加以一個(gè)電位更負(fù)的金屬后，原來(lái)的金屬體發(fā)生陰極極化，陰極極化電流達(dá)到I1，腐蝕電位降為E1，相應(yīng)的陽(yáng)極腐蝕電流由降到I1’；繼續(xù)極化，使陰極極化電流達(dá)到IP，此時(shí)腐蝕電位到達(dá)陽(yáng)極的開(kāi)路電位，腐蝕電流變?yōu)?，金屬完全被保護(hù)[8]。

為使保護(hù)工作有效，在使用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法時(shí)，要注意幾個(gè)重要的參數(shù)。

（1）保護(hù)電位：保護(hù)電位是指陰極保護(hù)過(guò)程中使金屬腐蝕停止的電位。為使腐蝕完全停止，必須使被保護(hù)的金屬電極電位極化到活潑的陽(yáng)極“平衡”電位。保護(hù)電位有一個(gè)范圍，對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)，它在海水中的保護(hù)電位為-0.75V～- 0.95V(銀/氯化銀電極)。在電位正于-0.75V的時(shí)候，鋼不能得到完全保護(hù)，稱之為最小保護(hù)電位；而在電位負(fù)于-0.95V時(shí)，陰極可能會(huì)發(fā)生析氫反應(yīng)，還可能造成氫脆，稱之為最大保護(hù)電位。

（2）保護(hù)電流密度：最小保護(hù)電流密度與最小保護(hù)電位相對(duì)應(yīng)，使金屬達(dá)到完全保護(hù)時(shí)，所需的電流密度稱為最小保護(hù)電流密度。保護(hù)電流密度不能小于該值，而如果所采用的電流密度遠(yuǎn)超過(guò)該值，則有可能發(fā)生“過(guò)保護(hù)”。最小保護(hù)電流密度與被保護(hù)的金屬種類，腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)，保護(hù)電路的總電阻，金屬表面是否有覆蓋層及覆蓋層的種類，外界環(huán)境條件等因素有關(guān)，必須根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況作出判斷。

（二）犧牲陽(yáng)極材料選擇標(biāo)準(zhǔn)

合適的陽(yáng)極材料，不僅要保證其保護(hù)性能，還要保證工作的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期性。理想的陽(yáng)極材料應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)[9]：

（1）有穩(wěn)定的工作電位，并且與被保護(hù)金屬之間有合適的電位差，電位差小，無(wú)法提供穩(wěn)定的保護(hù)電流；電位差太大，容易導(dǎo)致陰極金屬吸氫。

（2）陽(yáng)極極化率小，保證可以提供足夠負(fù)的工作電位。

（3）電流效率高，自腐蝕電位小，單位電量消耗的陽(yáng)極質(zhì)量盡量小，保證陽(yáng)極材料的長(zhǎng)壽性。

（4）陽(yáng)極溶解活化均勻，其腐蝕產(chǎn)物不難溶、不局部脫落，保證工作的穩(wěn)定性。

（5）腐蝕產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染盡量小。

（6）材料來(lái)源廣泛，易于鑄造，成本低。

（三）常用的犧牲陽(yáng)極材料

合理選擇陽(yáng)極材料種類和數(shù)量是犧牲陽(yáng)極保護(hù)的重要條件，既要考慮陰極保護(hù)效果，也要考慮經(jīng)濟(jì)要素。

目前，常用的犧牲陽(yáng)極種類主要有鋅基材料、鎂基材料、鋁基材料、鐵基材料及復(fù)合陽(yáng)極材料。由于鎂合金犧牲陽(yáng)極不適用于在海水等低電阻率介質(zhì)中，在艦船上用到的主要是鋁合金、鋅合金犧牲陽(yáng)極和鐵合金犧牲陽(yáng)極。

1.鋁合金陽(yáng)極材料[10]

Al合金犧牲陽(yáng)極因其具有密度小、驅(qū)動(dòng)電位負(fù)、電容量高、材料來(lái)源充足、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于保護(hù)海洋環(huán)境中金屬構(gòu)筑物，如船舶、港工與海洋設(shè)施、海水冷卻水系統(tǒng)和儲(chǔ)罐沉積水等的腐蝕防護(hù)中。而在犧牲陽(yáng)極艦船陰極保護(hù)中，鋁合金犧牲陽(yáng)極應(yīng)用最廣泛，用量最大。

目前常用的Al 合金犧牲陽(yáng)極，以Al-Zn-In 系為主。Al-Zn-In 系合金不需要進(jìn)行熱處理，綜合性能好，目前已發(fā)展成為研究最多、應(yīng)用最廣的一類Al 合金犧牲陽(yáng)極材料。目前主要有Al-Zn-In-Cd、Al-Zn-In-Si、Al-Zn-In-Sn、Al-Zn-In-Sn-Mg 和Al-Zn-In-Mg-Ti。其中Al-Zn-In-Cd、Al-Zn-In-Si、Al-Zn-In-Sn 和Al-Zn-In-Sn-Mg 屬于Ⅰ型，Al-Zn-In-Mg-Ti屬于Ⅱ型。Ⅰ型和Ⅱ型都要求開(kāi)路電位區(qū)間為-1.18～-1.10 V，工作電位區(qū)間為-1.12～-1.05 V，二者的不同在于Ⅰ型要求實(shí)際電容量≥2400A·h /kg，電流效率≥85%，Ⅱ型要求實(shí)際電容量≥2600 A·h/kg，電流效率≥90%。

2.鋅合金陽(yáng)極材料[11]

Zn基犧牲陽(yáng)極材料已有百年歷史，它應(yīng)用較為廣泛，即可應(yīng)用于土壤環(huán)境，有可應(yīng)用于海水環(huán)境。Zn的密度較大，理論電容量小，約為825A·h /kg，電流效率較高，通常在95% 以上，尤其適用于電阻率較低的環(huán)境，如海水。

目前應(yīng)用在艦船上的Zn合金陽(yáng)極中，Zn-Al-Cd 陽(yáng)極應(yīng)用效果最好，應(yīng)用最為廣泛。國(guó)標(biāo)GB /T4950-2002《Zn -Al -Cd 合金犧牲陽(yáng)極》要求Al 含量在0.3%～0.6% ，Gd 含量在0.05%～0.12% ，同時(shí)控制Fe、Cu、Pb、Si的含量。

3.鐵合金陽(yáng)極材料[12]

利用Fe基材料作為電位較正金屬結(jié)構(gòu)（如Cu合金、不銹鋼等) 的犧牲陽(yáng)極具有很好的應(yīng)用前景，且材料來(lái)源廣、價(jià)格低廉。

目前用于艦船陰極保護(hù)的Fe合金陽(yáng)極材料包括Q235、20號(hào)鋼、16Mn和45號(hào)鋼等。研究表明Fe基合金犧牲陽(yáng)極具有對(duì)雜質(zhì)元素不敏感，工作表面溶解均勻，可使Cu、Pb 等電位較正金屬的電位達(dá)到其保護(hù)電位，電流效率高，消耗慢的優(yōu)點(diǎn)。

4.復(fù)合基陽(yáng)極材料

當(dāng)船體沒(méi)有防護(hù)涂層時(shí)，初期需要的極化電流很大，為了加大極化電流，則會(huì)采取增加犧牲陽(yáng)極數(shù)量的方式。但在極化穩(wěn)定之后，就不再需要這么大的極化電流了，此時(shí)過(guò)多的陽(yáng)極板造成材料浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生“過(guò)保護(hù)”。復(fù)合式犧牲陽(yáng)極就是為解決這個(gè)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的。目前已開(kāi)發(fā)海水中的復(fù)合式陽(yáng)極有鎂包鋅型和鎂包鋁型，鎂犧牲陽(yáng)極作為外包層有較高驅(qū)動(dòng)電位，在初期使鋼鐵快速得到保護(hù)，鋅基和鋁基犧牲陽(yáng)極作為內(nèi)層在中后期維持穩(wěn)定極化[13]，其使用壽命更長(zhǎng)。

Al合金、Zn合金和Fe合金犧牲陽(yáng)極在艦船中都有著廣泛的應(yīng)用。船艦原址保護(hù)具有一定的特殊性，既涉及船艦本體材料和船載文物等、又涉及到船艦遺址所處的特殊環(huán)境，對(duì)于特殊材料，應(yīng)確保陽(yáng)極電位輸出處于合適的區(qū)間；對(duì)于特殊的腐蝕環(huán)境，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境因素對(duì)于陽(yáng)極性能的影響。

二、犧牲陽(yáng)極法在船體遺址保護(hù)中的應(yīng)用

中國(guó)近年來(lái)開(kāi)展了犧牲陽(yáng)極法在船艦原址保護(hù)中的初步研究，并根據(jù)沉船材質(zhì)針對(duì)性地采取了不同的原址保護(hù)方法。一類是木質(zhì)沉船，運(yùn)用保護(hù)性金屬框架覆蓋木質(zhì)沉船遺址，并使用犧牲陽(yáng)極技術(shù)對(duì)金屬框架進(jìn)行了保護(hù)，有效地延緩了金屬框架的腐蝕速率，延長(zhǎng)了金屬框架壽命，有效防止了盜撈和文物破壞行為，實(shí)現(xiàn)了沉船原址保護(hù)。一類是近現(xiàn)代金屬船艦，通過(guò)對(duì)金屬船體材質(zhì)的科學(xué)分析和保存狀況評(píng)估，選取了犧牲陽(yáng)極材料，采用水下焊接等連接技術(shù)把陽(yáng)極安裝在金屬船體上，有效地減緩了鋼鐵質(zhì)沉船的腐蝕速率，實(shí)現(xiàn)了沉船的原址保護(hù)。這些研究為犧牲陽(yáng)極法的船艦原址保護(hù)提供了范例和參考，為下一步的研究工作奠定了基礎(chǔ)。

（一）木質(zhì)沉船——南澳Ⅰ號(hào)

克羅地亞使用鋼制框架對(duì)8處水下遺址進(jìn)行了原址保護(hù)，并根據(jù)鋼制框架腐蝕情況更換框架[14]。廣東汕頭南澳Ⅰ號(hào)明代沉船遺址運(yùn)用保護(hù)性金屬框架覆蓋，并采用陰極保護(hù)法，延長(zhǎng)了金屬框架的壽命，有效防止了盜撈和文物破壞行為，實(shí)現(xiàn)了沉船原址保護(hù)[15]。南澳Ⅰ號(hào)沉船于2012年考古發(fā)掘工作結(jié)束后，利用發(fā)掘用大型框架對(duì)沉船進(jìn)行了原址保護(hù)，由于大型框架為金屬（碳鋼）框架，因此有必要對(duì)金屬框架進(jìn)行保護(hù)，避免海上的長(zhǎng)期腐蝕造成框架的損壞。金屬框架保護(hù)借鑒了海洋腐蝕防護(hù)技術(shù)中的陰極保護(hù)技術(shù)，對(duì)大型框架實(shí)施了犧牲陽(yáng)極保護(hù)，犧牲陽(yáng)極材料為鋁合金陽(yáng)極材料，通過(guò)精確計(jì)算設(shè)計(jì)陽(yáng)極材料壽命為5年。2012-2016年間，通過(guò)潛水調(diào)查回訪，發(fā)現(xiàn)框架沒(méi)有出現(xiàn)銹蝕和片狀剝落現(xiàn)象，證明了犧牲陽(yáng)極保護(hù)法效果明顯（圖3、4）。

（二） 近現(xiàn)代金屬船艦

2016年，對(duì)致遠(yuǎn)艦實(shí)施原址保護(hù)，在精確計(jì)算后，采用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法和水下焊接技術(shù)，有效地減緩了鋼鐵質(zhì)沉船的腐蝕速率[16]。2018年，對(duì)經(jīng)遠(yuǎn)艦實(shí)施原址保護(hù)，在精確計(jì)算后，采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法和水下焊接技術(shù)，有效地減緩了鋼鐵質(zhì)沉船的腐蝕速率[17]。

1.致遠(yuǎn)艦

經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn)，國(guó)家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心與遼寧省文物考古研究所聯(lián)合組建水下考古隊(duì)，于2013年11月啟動(dòng)了致遠(yuǎn)艦沉船水下考古調(diào)查，2013—2016年通過(guò)詳實(shí)、科學(xué)的考古調(diào)查，確認(rèn)了致遠(yuǎn)艦的身份，同時(shí)對(duì)致遠(yuǎn)艦的保存狀況進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)由于致遠(yuǎn)艦經(jīng)歷了爆炸火燒、盜撈破壞、海水和海洋生物侵蝕等損害，沉船整體保存狀況較差。考古調(diào)查工作結(jié)束后，為了減緩和防止致遠(yuǎn)艦的進(jìn)一步腐蝕損害，對(duì)致遠(yuǎn)艦實(shí)施了犧牲陽(yáng)極法水下原址保護(hù)。根據(jù)磁力儀的掃測(cè)結(jié)果，船體鐵質(zhì)物體約1600噸。經(jīng)過(guò)計(jì)算，選取了陽(yáng)極材料種類和數(shù)量，陽(yáng)極材料為鋁合金陽(yáng)極材料，設(shè)計(jì)保護(hù)壽命為5年。通過(guò)水下焊接陽(yáng)極材料，發(fā)現(xiàn)船體整體為一個(gè)連續(xù)的電路，反映出殘存艦體應(yīng)該為一個(gè)連續(xù)的整體，基體材質(zhì)較好，殘留船體保存狀況相對(duì)較好（圖5、6）。

2.經(jīng)遠(yuǎn)艦

經(jīng)國(guó)家文物局批準(zhǔn)，國(guó)家文物局水下文化遺產(chǎn)保護(hù)中心與遼寧省文物考古研究所聯(lián)合組建水下考古隊(duì)，于2018年對(duì)經(jīng)遠(yuǎn)艦沉船進(jìn)行了水下考古調(diào)查。通過(guò)詳實(shí)、科學(xué)的考古調(diào)查，確認(rèn)了經(jīng)遠(yuǎn)艦的身份，同時(shí)對(duì)經(jīng)遠(yuǎn)艦的保存狀況進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)由于經(jīng)遠(yuǎn)艦處于倒扣狀態(tài)，殘留船體保存狀況相對(duì)較好，大部分生活艙室及甲板上的武器裝備因艦體翻扣而得以保存?？脊耪{(diào)查工作結(jié)束后，借鑒致遠(yuǎn)艦犧牲陽(yáng)極保護(hù)方法，對(duì)經(jīng)遠(yuǎn)艦實(shí)施了犧牲陽(yáng)極法水下原址保護(hù)。根據(jù)磁力儀的掃測(cè)結(jié)果，并結(jié)合殘留船體尺寸，經(jīng)過(guò)計(jì)算，選取了陽(yáng)極材料種類和數(shù)量，陽(yáng)極材料為鋁合金陽(yáng)極材料，設(shè)計(jì)保護(hù)壽命為5年（圖7、8）。

三、討論

（一）犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的有效性評(píng)估

為了詳細(xì)研究犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在沉船遺址原址保護(hù)中的有效性，對(duì)實(shí)施犧牲陽(yáng)極保護(hù)的遺址進(jìn)行了跟蹤研究。

1.木質(zhì)沉船

在2012-2016年間，每年對(duì)南澳Ⅰ號(hào)沉船進(jìn)行潛水調(diào)查回訪，發(fā)現(xiàn)金屬框架沒(méi)有出現(xiàn)銹蝕和片狀剝落現(xiàn)象，證明了犧牲陽(yáng)極保護(hù)法效果明顯，有效實(shí)現(xiàn)了沉船的原址保護(hù)。由于犧牲陽(yáng)極材料設(shè)計(jì)壽命為五年，2016年對(duì)金屬框的保護(hù)用陽(yáng)極材料進(jìn)行了更換，陽(yáng)極材料的種類和數(shù)量仍然延續(xù)2016年的設(shè)計(jì)方案。2017年對(duì)南澳Ⅰ號(hào)沉船進(jìn)行了更換后的第一次回查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)狀況相對(duì)較差，陽(yáng)極腐蝕速率較快，尤其發(fā)現(xiàn)兩端連接處腐蝕速率較快，出現(xiàn)了陽(yáng)極脫落等現(xiàn)象（圖9、10）。

分析其原因發(fā)現(xiàn)，金屬框架下水前進(jìn)行了表面涂層防腐蝕處理，縱向間隔使用了鍍鋅管連接（圖3），兩種因素都具有犧牲陽(yáng)極保護(hù)作用，增強(qiáng)了犧牲陽(yáng)極保護(hù)效果。第一次陽(yáng)極材料的安放是在框架下水前進(jìn)行了水上焊接安裝，因此連接強(qiáng)度較高，虛焊情況幾乎沒(méi)有。由于水下能見(jiàn)度和流速等因素影響，更換陽(yáng)極材料時(shí)水下焊接可能出現(xiàn)虛焊和連接相對(duì)不好的情況，導(dǎo)致陽(yáng)極連接處腐蝕速率較快和部分脫落，縮短了陽(yáng)極材料的壽命，降低了整體保護(hù)的有效性。

2.近現(xiàn)代金屬船艦

2018年對(duì)致遠(yuǎn)艦沉船進(jìn)行了回查，發(fā)現(xiàn)犧牲陽(yáng)極材料幾乎完全腐蝕，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的五年壽命。分析原因發(fā)現(xiàn)，致遠(yuǎn)艦沉船結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀不規(guī)則，船體構(gòu)件和其他遺物材質(zhì)復(fù)雜，提高了犧牲陽(yáng)極保護(hù)方案的設(shè)計(jì)難度，陽(yáng)極材料的用量和壽命計(jì)算不夠精確，安放位置和連接方法不夠合理等，最終導(dǎo)致了犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)有效性的降低。

（二）犧牲陽(yáng)極保護(hù)方案的預(yù)設(shè)計(jì)研究

傳統(tǒng)的犧牲陽(yáng)極保護(hù)設(shè)計(jì)主要依靠實(shí)際測(cè)量或經(jīng)驗(yàn)估算的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于簡(jiǎn)單的鋼結(jié)構(gòu)物，根據(jù)實(shí)際測(cè)量和計(jì)算可以滿足保護(hù)要求，但是對(duì)于復(fù)雜大型構(gòu)筑物，傳統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)已不能滿足整體犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，不能提高相應(yīng)的保護(hù)可靠性，造成不必要的浪費(fèi)[18]。

犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的有效性受到犧牲陽(yáng)極材料、連接方式和安放位置等影響；同時(shí)溶解氧、溫度、鹽度、pH值、海水流速和壓力等復(fù)雜海樣環(huán)境因素對(duì)犧牲陽(yáng)極保護(hù)具有重要的影響，這些環(huán)境因素隨海水深度變化而變化，溫度、溶解氧存在躍層分布，不同海域躍層深度不同[19]。對(duì)于犧牲陽(yáng)極的安裝、連接、參數(shù)計(jì)算和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等，對(duì)不同的保護(hù)體有明確的要求，相應(yīng)的安裝連接方法有對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

沉船遺址是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的遺址，被保護(hù)遺物的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和所處的環(huán)境等也相對(duì)特殊，因此船艦原址保護(hù)的犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)具有一定的特殊性和復(fù)雜性。

因此為了更好地實(shí)施犧牲陽(yáng)極法原址保護(hù)，必須對(duì)被保護(hù)的沉船等遺址或遺物開(kāi)展詳細(xì)、科學(xué)的測(cè)繪和評(píng)估，對(duì)遺址所處的水下環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的分析，綜合各方面因素，并根據(jù)沉船遺址或遺物的實(shí)際尺寸、重量、整體材質(zhì)構(gòu)成、形狀和結(jié)構(gòu)，設(shè)定科學(xué)合理的邊界條件，開(kāi)展?fàn)奚?yáng)極保護(hù)的數(shù)值模擬預(yù)研究[20]，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)犧牲陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)，提高犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在船艦原址保護(hù)中的有效性和避免不必要的浪費(fèi)。

結(jié)語(yǔ)

犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是一種經(jīng)濟(jì)高效的金屬防腐蝕的方法，而沉船遺址是一類特殊的海洋構(gòu)筑物，對(duì)犧牲陽(yáng)極材料的性能要求也越高。同時(shí)，針對(duì)不同材質(zhì)、不同部位、不同腐蝕情況的沉船，要做出相應(yīng)的、有調(diào)整的犧牲陽(yáng)極選材和安裝。通過(guò)近幾年在三個(gè)不同海域、不同類型沉船遺址開(kāi)展了犧牲陽(yáng)極法水下原址保護(hù)研究，取得了一定的船艦原址保護(hù)效果，有效地保護(hù)了沉船和相關(guān)遺物，防止了盜撈和文物破壞行為。但由于相關(guān)研究工作開(kāi)展時(shí)間相對(duì)較短和研究薄弱，出現(xiàn)犧牲陽(yáng)極腐蝕速率較快、陽(yáng)極脫落和壽命設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，保護(hù)工作沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。因此，必須在前期相關(guān)研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展進(jìn)一步的研究工作：

1.開(kāi)展不同水域遺址原址保護(hù)金屬框架材質(zhì)、保護(hù)涂層材料和犧牲陽(yáng)極材料的篩選等研究工作，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)金屬框架原址保護(hù)方案。

2.開(kāi)展近現(xiàn)代金屬船艦殘留船體和遺物的種類、形狀等測(cè)量方法研究，科學(xué)分析殘留船體和遺物的材質(zhì)，并精確計(jì)算遺物的體積和質(zhì)量，科學(xué)選取犧牲陽(yáng)極材料和數(shù)量，實(shí)現(xiàn)船艦原址保護(hù)的有效性和長(zhǎng)期性。

3.開(kāi)展復(fù)雜海樣環(huán)境因素對(duì)犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的有效性評(píng)價(jià)研究。

4.開(kāi)展?fàn)奚?yáng)極水下安裝連接方式和有效性評(píng)價(jià)研究。犧牲陽(yáng)極的安裝、連接、參數(shù)計(jì)算和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等，對(duì)不同的保護(hù)體有明確的要求，相應(yīng)的安裝連接方法有對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5.根據(jù)不同船艦遺址實(shí)際情況，設(shè)定科學(xué)合理的邊界條件，開(kāi)展?fàn)奚?yáng)極保護(hù)的數(shù)值模擬預(yù)研究，從而科學(xué)合理地設(shè)計(jì)犧牲陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)，包括犧牲陽(yáng)極材料、安放位置、連接方式和用量等，提高犧牲陽(yáng)極法原址保護(hù)的有效性。