[0001] 本发明涉及安全防护、井喷抢险抢险、火灾救援技术领域，特别涉及一种井喷抢险用耐高温复合板。

[0002] 油气井井喷失控起火后，带火抢险作业现场环境恶劣，高强度热辐射、横向火焰直烧可导致抢险作业人员伤亡、抢险设备烧毁，迫使抢险作业中断，因此需要解决带火抢险作业过程中人员与设备的高温防护问题。

[0003] 现行作业人员个人防护措施为穿着防火服，井口作业过程中应对突发情况的防护效果有限。抢险设备主要通过加装钢板、石棉隔热板、披覆铝箔减反布等方式提高耐火、隔热性能，防护形式单一，耐高温性能差，有效防护时间短，难以满足抢险现场防护需求。高温低导热复合材料是广泛应用在航空、能源、冶金等工业领域的新型隔热保温材料，通过结构设计，可同时具备低热导率、阻燃、反射热辐射等性能。但是，相关材料、产品、技术未与井喷抢险作业需求进行有效结合。

[0016] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

[0017] 实施例1

[0018] 如图1所示，该井喷抢险用耐高温复合板由依次设置的热反射涂层1、第一合金钢层2、超薄耐火纤维纸层3、气凝胶隔热毡层4和第二合金钢层5复合而成；其中，热反射涂层1涂覆在第一合金钢层2的外表面上，超薄耐火纤维纸3与气凝胶隔热毡4叠放复合后内置于第一合金钢层2与第二合金钢层5作为内衬，而后第一合金钢层2与第二合金钢层5的四周边缘处之间经激光焊接后封闭。

[0019] 热反射涂层1的厚度为0.3mm；具体地，该热反射涂层1具体为由微粉金属氧化物、稀土氧化物和水性粘合剂混合形成的涂料固化形成的涂层，其中，微粉金属氧化物为粒径≤5μm的氧化钛、尖晶石和α‑鳞硼石英的混合物；稀土氧化物为粒径≤5μm、且具有棱面结构的氧化钇与氧化镧的混合物；水性粘合剂为高温固相固化型的粘合剂；

[0020] 该热反射涂层1通过喷涂、辊刷、刷涂等方式覆盖在第一合金钢层2的外面上，其目的为有效阻止高温热电磁波的传导，减少辐射热传输量，并降低物体表面温度；该涂层最高耐温1800℃，为防护装甲外层提供反射、屏蔽红外线热辐射的同时，隔离氧化气氛与腐蚀介质，减少材料的高温氧化与腐蚀，延长使用寿命。

[0021] 第一合金钢层2和第二合金钢层5的厚度为2mm；该两个合金钢层均为采用奥氏体不锈合钢经激光焊接加工而成的钢板，去具有在800℃高温下力学性能良好，且耐高温抗腐蚀的优点；

[0022] 超薄耐火纤维纸层3由高纯度SiO2晶态纤维纺织而成的厚度为2mm的纤维层；该超薄耐火纤维纸层3极其轻薄，且导热系数极低，达到0.026W/(m·K)，耐高温可达到1200℃，有效阻挡高温传导，与耐高温的第一合金钢层2结合，能够有效屏蔽装甲前端高温。

[0023] 气凝胶隔热毡层4通过特殊工艺将SiO2气凝胶颗粒与各类纤维复合形成之地柔软的毡材。其中，气凝胶颗粒为经过复合改性的溶胶‑凝胶法制备的SiO2气凝胶颗粒，毡材采用石棉、玻璃纤维、晶态SiO2纤维混合纺织而成；该气凝胶隔热毡层具备极低的导热系数0.02W/(m·K)，与超薄耐火纤维纸共同组成隔热内衬，可长时间阻隔热量传递。

[0024] 该耐火纤维纸3与气凝胶隔热毡4叠放复合后，夹设在第一合金钢层2和第二合金钢层5之间形成的复合层，不仅能够有效隔离水气，避免内部隔热材料导热系数因受潮下降，而且还具有足够的结构强度。另外，超薄耐火纤维纸3和气凝胶隔热毡4分别为具有不同形态的SiO2纤维制品，二者复合组成装甲内衬，不仅可承受高温保持自身结构，且能够有效阻止热量传递，在装甲受到火焰直接烧灼的情况下，大大降低装甲背面的温度。

[0025] 该防火耐高温复合板在使用过程中，可以根据需要制成各种防护设备的形状，并加工至相应尺寸后设置在设备的迎火面上；当装甲受到火焰烧灼时，该防火耐高温复合板表面的热反射涂层能够有效反射热辐射，减少物体表面因吸收热辐射而导致的升温，而耐高温的合金钢外壳及内部夹层形成的复合体则能够将火焰、热空气与待防护设备隔离开，减少对流传热；进而，使该防火耐高温复合板兼具减少热辐射吸收、隔离对流换热、以及减缓热量传导的性能，且该复合板加工工艺简单，装甲重量轻。

[0026] 如图2所示为该防火耐高温复合板以热反射涂层1朝向火焰一侧，在经过氧气乙炔火焰加热1h后，第二合金钢层5的外表面的温度曲线变化示意图。从图2中可以看出，第二合金钢层5的外表面的温度由25.8℃升高至72.8℃，平均升温速率0.783℃/min；进而，基于此可以推知，该防火耐高温复合板具备良好的隔热效果，可满足设计预期，即在天然气火焰直烧1h后装甲背面温度不超过150℃；另外，从该温度曲线还可以看出，该防火耐高温复合板在第40min左右时，其升温曲线趋于平缓，表明此时温度升高速率逐渐降低，即证明该防火耐高温复合板能够长时间保证装甲背面温度处于较低状态。

[0027] 对比例1

[0028] 一种耐高温复合板，其由依次设置的第一碳素钢层、硅酸铝耐火纤维毡和第二碳素钢层复合而成；硅酸铝耐火纤维毡夹设在第一碳素钢层与第二碳素钢层之间，第一碳素钢层与第二碳素钢层的四周边缘处之间经激光焊接后封闭。该耐高温复合板虽然具有优异的隔热性能，且价格低廉，但是在综合测试后，发现硅酸铝纤维制品具有吸湿性，在潮湿后导热系数大幅提升，影响了整体的隔热性能；同时，碳素钢在潮湿环境易发生锈蚀，会导致复合体的服役寿命下降。

[0029] 对比例2

[0030] 一种耐高温复合板，其由依次设置的防火涂层、第一碳素钢层、硅酸铝耐火纤维毡和第二碳素钢层复合而成；防火涂层涂覆在第一碳素钢层的外表面上，硅酸铝耐火纤维毡夹设在第一碳素钢层与第二碳素钢层之间，第一碳素钢层与第二碳素钢层的四周边缘处之间经激光焊接后封闭；其中，防火涂层采用无溶剂环氧膨胀型防火涂层。该耐高温复合板增加了防火涂层，大幅提升了耐高温复合板的耐温性能，达到耐温600℃；但是由于该涂层的隔热机制导致其会受热膨胀碳化，形成多孔碳结构的隔热层来阻隔外界热量，导致不可重复利用。