“主治医生”如何抢救致远舰出水文物和水下船体

2023-02-28 15:28:46 作者：腐蚀与防护来源：腐蚀与防护分享至：

致远号巡洋舰是中国清朝北洋水师向英国阿姆斯特朗船厂订购建造的穹甲防护巡洋舰，为致远级巡洋舰的首舰。它的排水量有2300吨，航速达18.5节，是北洋水师主力战舰中速度最快的。

1894年9月17日，黄海大战爆发，管带邓世昌指挥致远舰奋勇作战。在日舰围攻下，致远舰的舰体多处受伤，舰身倾斜，随时有沉没的危险。而此时，邓世昌发现北洋海军旗舰定远舰遭到日本舰队围攻，为保护定远舰，邓世昌下令致远舰撞向日舰吉野号，欲与敌同归于尽。然而，致远舰不幸被敌击中鱼雷发射管，引发管内鱼雷爆炸沉没，全舰官兵246人殉难。

致远舰模型

致远舰在水下长眠了120多年，为了揭开它的神秘面纱，从2014年到2016年，致远舰水下考古，共计打捞文物400余件，大多是船体构件、船员生活用品及武器配件。其中，有拼接后得到繁体“致远”字样的一组瓷器碎片，和一件刻有致远舰大副陈金揆英文名字的单筒望远镜，这成为证实沉船身份的有力物证；此外，还有方形舷窗和多种武器装备（210毫米主炮炮管、152毫米副炮炮弹、57毫米炮弹、37毫米炮弹、11毫米加特林机枪及弹药和一枚保存完整的鱼雷引信）等。

致远舰上的出水文物

科技让出水文物“活”起来

致远舰文物承载着重要的历史信息，集科研价值和展示价值于一体。我国出水文物保护起步较晚，自2011年中国文化遗产研究院成立出水文物保护科技实验室以来，出水文物保护还处在不断摸索阶段。

出水文物的保护，是在坚持保护第一——“治病救人”的原则下，经过病害调查和一系列仪器检测分析——“望闻问切”的过程，充分认知出水文物的保存状况——深入了解病人的身体状况和发病症状，揭示其腐蚀机理——诊断出“病理”，最终提出针对性方案——“开具处方，对症下药”。当然，在实际处理过程中，有时会根据保护效果，调整保护应对措施，也就是调整“药方”，以达到最有效的救治。

致远舰出水文物的材质多样，有金属、木、瓷、皮革、骨等多种质地，仅金属文物一项，就有铜器、锡器、银器等。而针对每一种材质、不同的腐蚀程度，都需要开具不同的“处方”。作为“主治医生”，中国文化遗产研究院研究馆员田兴玲博士以致远舰出水的格林机关炮为例，介绍了具体的保护过程：

首先是“望闻问切”

当打捞出水的文物送入出水文物保护实验室，我们会先做登记信息，用三维激光扫描技术留存它的整体信息。然后，通过“望”和“闻”，做好文物病害的调查，绘制出文物的病害图，圈定文物表面发病的位置；“问”寻考古队，关于文物在出水前所处的环境、出水后的表现状况以及出水后有无现场保护措施等；“切”，即“摸”文物，了解文物病害的严重程度，并取少量样品去做一系列检测。

实验室利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、色度测试、离子色谱等对铜炮的材质、表面凝结物和腐蚀产物进行了科学分析。而对于铜炮内部的结构和缺陷，采用软X射线探伤分析却难以探测，最后选择用6兆粒子加速器和CR高敏感成像系统，可以清晰地探测到格林机关炮内部结构，10个炮管完好，且均填充了凝结物。

其次是“诊断病理”

通过“望闻问切”和一系列检查发现，格林机关炮采用的是含锌的锡青铜制成。表面覆盖有绿色的腐蚀产物和凝结物，且在枪管的顶端有白色盐颗粒析出，局部有腐蚀产物。

格林机关炮之所以出现以上症状，是由于致远舰长期埋藏于黄海的海泥中，受到海流的冲刷、海水的浸泡和海底生物的噬食等多种破坏因素。特别是被打捞出水后，由于环境的改变，存在于表面凝结物中的海水和铁的腐蚀产物，在凝结物疏松的部位会发生盐析现象，同时氧气可到达铜基体，导致铜炮的腐蚀加剧。

最后是“对症下药”

根据以上诊断，格林机关炮发生了电化学腐蚀和化学腐蚀。为了消除腐蚀症状、减缓腐蚀速度，需要在它腐蚀过程中设置障碍。根据致远舰的保存情况和腐蚀特点，我们选择了针对性的防护措施：

在利用三维激光扫描将器物的影像资料保存完整的基础上，采用化学浸泡脱盐、表面机械除锈等多种方式，去除凝结物等介质，以减少或除去病症现象和病变诱因；充分干燥后再添加BTA与B72做缓蚀和表面封护，减少“发病几率”和减缓“发病程度”。

致远舰加特林机枪

格林机关炮和炮架

水下船体如何“保鲜”？

致远舰是晚清政府于1885年向英国订购的一艘穹甲防护巡洋舰，花费84.5万两白银。而使其沉没的中日甲午战争，在世界海战史上来看，是进入蒸汽时代以来第一次大规模的钢铁战舰之间面对面的交锋。

经过水下考古发现，致远舰残长约61米，最宽处11.5米，舰体保存的高度约2.5米（推测原来高度在8米左右），由于海战创伤和后期破坏，舰体损毁严重，但仍可确认舰体的水密舱室、锅炉舱、穹甲板等部位。

致远舰遗迹目前采用原址保护的方式，仍旧保存在海底，为避免海水对铁质舰体的侵蚀，在海面设置保护区，对水下文化遗产进行妥善保护。

2016年，致远舰水下调查工作结束后，水下考古队对致远舰采取了牺牲阳极的保护措施，船体四周焊接10个5千克重锌块防腐蚀，这些锌块大约有5年的寿命，随后会更新，让阳极保护持续下去。这也是我国水下考古作业中的一项创新。

海洋环境具有极强的腐蚀性，使金属发生化学或电化学作用而造成破坏。金属发生电化学腐蚀是因金属内部或者金属之间电位不同，电位低的金属容易失去电子变成阳离子溶解。在海洋工程中，通常采用涂料或阴极保护的手段抑制金属腐蚀。

阴极保护法是将被保护金属进行外加阴极极化以改变金属电位来防止金属腐蚀的方法。根据提供保护电流方式的不同，阴极保护分为外加电流和牺牲阳极两种方法。外加电流法需要外加电源，对远海水下文物的保护不具有便利性；牺牲阳极做法简单可靠，不需日常维护，但需测算后，在被保护的钢铁结构上安装合适且足量的阳极。海底管线和水下生产设备通常采用牺牲阳极保护。沉没于海底的致远舰遗骸，也适合使用这种方法。

文物的保护是在一定环境条件下采取的防止文物进一步腐蚀的措施和技术手段，是一个动态的过程，需要随着环境条件的改变，不断调控环境，以便于文物处于相对稳定的保存状态；同时也需要根据科技水平的提升，继续深化对它的认知，加大对其保护的力度。

“在新时代文物工作方针的指导下，需要继续深入挖掘致远舰出水文物的爱国主义内涵，拓宽文物的传播渠道，创新多媒体的宣传模式，不断开拓文物保护成果的利用方式，弘扬爱国主义传统文化。”田兴玲说。

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