NO313708B1

NO313708B1 - System og struktur for forbedret termisk beskyttelse

Info

Publication number: NO313708B1
Application number: NO19953092A
Authority: NO
Inventors: Rubin Feldman; Edward William Taylor
Original assignee: Thermal Science Inc
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 2002-11-18
Also published as: US5622774A; NO953092L; DE69426872D1; DE69426872T2; AU686136B2; WO1994018408A2; ES2155470T3; EP0682732A1; WO1994018408A3; CA2155349C; CA2155349A1; ATE199757T1; IL108529A; TW394727B; NO953092D0; AU6232894A; KR0172999B1; EP0682732B1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system for å gi forbedret beskyttelse for et substrat mot hypertermisk oppvarming og skjærkrefter, ifølge innledningen til krav 1 og en fremgangsmåte for å gi forbedret beskyttelse for et substrat fra hypertermisk oppvarming og skjærkrefter ifølge innledningen til krav 15.

De situasjoner hvor det er ønskelig å beskytte substrater fra varme og flammer som innbefatter, for eksempel, beskyttelse av statiske strukturer så som lagringstanker for petroleum, kjemisk produksjonsutstyr, elektriske kabelgater og konstruksjonsstål mot spredning av ild og beskyttelse av transport-utstyr så som tankbiler og flykabiner mot de samme risiki.

Det er kjent mange termisk beskyttende belegningsblandinger og systemer for å påføre disse. Enkelte av disse blandingene er skummede passive isolerende blandinger som beskytter kun på grunn av sin lave termiske ledningsevne og sin påførings-tykkelse. Disse innbefatter skummet sement eller svellet silika. Foreliggende oppfinnelse vedrører ikke slike systemer.

US-A-4,403,075 beskriver et system for beskyttelse mot hypertermisk oppvarming og innbefatter en termisk, beskyttende sammensetning og et substrat av grafittfibre. Dette systemet har høy brannmotstandighet og lav termisk konduktivitet.

Andre blandinger gir en aktiv termisk beskyttelse. Noen sveller under oppvarming og danner et tykt beskyttende lag med lukkede celler oversubstratet. Disse innbefatter silikatløsninger eller ammoniumfosfatmalinger eller

blandinger så som beskrevet i Nielsen et al., US-PS

2.680.077, eller Kaplan, US-PS 3.284.216. Andre termisk beskyttende blandinger innbefatter bestanddeler som sub-limerer ved en bestemt temperatur, så som beskrevet i Feldman, TJS-PS 3.022.190. De aktive termiske beskyttende blandingene beskrevet i Feldman, US-PS 3.849.178 er spesielt

effektive når de utsettes for ekstreme temperaturer og disse blandingene undergår både en endoterm fase-endring og ekspanderer og danner en kontinuerlig porøs matriks. Begrepet "aktiv" som brukes her, er ment å indikere termisk beskyttende blandinger som responderer til ekstreme temperaturer ved å ekspandere eller ved at det skjer en meget endoterm endring eller begge deler.

GB-A-1,497,659 beskriver også et system for beskyttelse mot hypertermisk oppvarming og innbefatter en aktiv termisk beskyttende sammensetning som, når utsatt for termiske ekstremverdier gjennomgår en endotermisk faseforandring og ekspanderer for å danne en matrise med en kontinuerlig porositetsmatrise.

EP-A-0505940 beskriver en svellende eller oppsvulmende belegning og et brannbestandig materiale som benytter det samme, der belegningen i hovedsak innbefatter (a) minst en inorganisk sammensetning valgt fra gruppen bestående av et karbid, borid, nitrid, karbonitrid, eller karboborid av titan, zirkon, vanadium, niob, tantal, molybden, wolfram, eller krom og et karbid, nitrid eller karbonitrid av bor, (b) et syntetisk harpiks, og (c) minst en fosforholdig og/eller svovelsammensetning som er i stand til å danne en Lewissyre ved oppvarming.

Forskjellige metoder og strukturer og også blitt brukt eller foreslått for å påføre disse termisk beskyttende belegg-blandingene. Den hyppigst forekommende tilnærmelsen er å påføre blandingene direkte til substratet, uten ytterligere konstruksjon. For mange anvendelser har imidlertid et forsterkende materiale så som en glassfiberduk eller nettingduk blitt innbakt i beleggblandingen for å styrke blandingen og forhindre at den sprekker eller faller av substratet under tilstander med ekstrem vibrasjon så som eksplosjon eller jordskjelv eller under tilstander med flammer eller ekstreme temperaturer. Forsterkningene er funnet å være spesielt viktig når tykkelsen av blandingen overskrider ca. 4 mm eller når blandingen er evaluert ved ca. en halv time i en standard branntest.

Eksempler på denne tilnærmelsen kan finnes i Feldman, US-PS 3.022.190, Billing et al., US-PS 3.913.290, Kaplan, US-PS 3.915.777 og Billing et al., US-PS 4.069.075. Enkelte ganger blir blandingene først påført til en forsterkende konstruksjon så som en fleksibel tape eller fleksibel nettingduk og den kombinerte strukturen påføres til substratet. Eksempler på denne tilnærmelsen finnes i Feldman, US-PS 3.022.190, Pedlow, US-PS 4.018.962, Peterson et al., US-PS 4.064.359, Castle, US-PS 4.276.332, Fryer et al., US-PS 4.292.358 og Feldman, US-PS 4.493.945. I disse sistnevnte systemene, kan hensikten med den forsterkende strukturen både være å styrke den resulterende kompositten og gjøre det mulig å påføre den til et substrat uten direkte å sprøyte, legge på eller male den ikke-herdede beleggblandingen på substratet.

Ved alle de foregående metodene og strukturene blir det oftest påført flere lag til substratet for å gi ytterligere beskyttelse.

Bruk av forsterkende strukturer i aktive termisk beskyttende blandinger har imidlertid ikke vist seg å være fullt ut til-fredsstillende. Glassfiberduk innbakt i aktive termisk beskyttende blandinger er funnet å bli sprø under oppvarming, og blandingene som de er innbakt i kan sprekke eller ødelegges under brannbetingelser. Silikontekstiler er be-heftet med liknende problemer. Metallduk er vanskelig å påføre, og det krever generelt stusser for å montere den på den underliggende substratet og stivheten til duken gjør det vanskelig å arbeide med den. Nåværende kjente systemer og metoder er derfor ikke i den grad som er ønskelig med hensyn til lengden av beskyttelsen for en gitt masse av en

beskyttende blanding som ønskelig. Effektivitet er spesielt

viktig fordi vekt eller volum i mange tilfeller er kritisk begrenset.

En av hensiktene med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe systemer og fremgangsmåter for å tilveiebringe mer effektiv beskyttelse mot ekstreme temperaturbetingelser enn tidligere kjente systemer og fremgangsmåter.

En annen hensikt er å tilveiebringe slike systemer og fremgangsmåter som kan anpasses til en lang rekke forskjellige anvendelsesområder.

En annen hensikt er å tilveiebringe slike systemer som er lett å påføre og meget effektive.

Andre hensikter ved oppfinnelsen vil fremgå for en fagmann innen området i lys av den etterfølgende beskrivelsen og de medfølgende tegninger.

I henhold til foreliggende oppfinnelse, er det generelt sagt, tilveiebragi: systemer for beskyttelse mot sterk oppvarming som innbefatter en aktiv termisk beskyttende blanding og et porøst duklag innbakt i blandingen, hvilken duk innbefatter et tilpassbart ikke-selvunderstøttende høytemperaturmateriale med høy-emissivitet.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt et system for å gi forbedret beskyttelse for et substrat mot hypertermisk oppvarming og skjærkrefter innbefattende en aktiv termisk beskyttende sammensetning og minst et lag av en porøs duk innbakt i sammensetningen eller blandingen, der sammensetningen omfatter en komponent som, når utsatt for ekstreme temperaturer gjennomgår en endotermisk forandring til en gass, der sammensetningen oppviser en volumøkning ved dannelsen av en matriks med kontinuerlig porositet (åpne celler), gjennom hvilke gassen passerer til omgivelsene. Systemet er således kjennetegnet ved at duken innbefatter et graf ittmateriale der systemet gir 20% til 3056 lengre beskyttelse enn det samme systemet der duken er et fiberglassmateriale ved de samme testforhold med høy temperatur og høye skjærkrefter.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 2-14.

Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte for å gi forbedret beskyttelse for et substrat fra hypertermiske forhold og skjærkrefter omfattende et trinn hvor substratet påføres en aktiv termisk beskyttende blanding eller sammensetning som, når utsatt for termiske ekstreme forhold, gjennomgår en endotermisk faseforandring og oppviser en volumøkning ved dannelsen av en matriks med kontinuerlig porositet (åpen celle) og et trinn for å innbake en porøs duk i sammensetningen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er således kjennetegnet ved at duken innbefatter et grafittmateriale, der systemet frembringer 20 - 30$ lengre beskyttelse enn det samme systemet der duken er et fiberglassmateriale med de samme testforhold med høy temperatur og skjærkrefter. Utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av kravene 16 og 17.

Duken innbefatter et grafittmateriale. Pyrolyttisk grafitt er et spesielt godt, men for tiden kostbart materiale.

Fortrinnsvis er duken en åpen vev, med et nett av fra fire til to hundre åpninger pr. tomme. Fortrinnsvis har duken en masse på minst 17 g/m<2> (0.5 oz. pr. square yard), mest foretrukket 34 g/m<2> (1.0 oz. pr. square yard). Det er også foretrukket at duken er fremstilt av multifibergarn.

Duken kan også være fremstilt som et kontinuerlig eller lukket vevark med perforeringer utformet i materialet, men dette arrangementet er funnet å være underlegent bruk av et materiale med åpen vev.

Størrelsen til porøsiteten og tykkelsen på duken er av-gjørende for egenskapene til det spesielle systemet og hvilken anvendelse systemet har. Duken bør være sterk nok til å forhindre oppsprekking av blandingen, både under betingelser med ekstrem temperatur og støt og porøsiteten bør være stor nok til at den ikke-herdede blandingen trenger gjennom porøsiteten.

Den aktive termisk beskyttende blandingen kan innbefatte komponenter som medfører at belegget sveller og danner et beskyttende teppe når det eksponeres for varme, eller de kan innbefatte en blanding som undergår en endotermisk endring og danner en gass. Fortrinnsvis vil blandingene både svelle og innbefatte en komponent som undergår en endoterm fase-endring som beskrevet i Feldman, US-PS 3.849.178, som herved innlemmes som referanse.

I visse foretrukne utførelsesformer, er karbonkjerneduken dekket med et andre lag av den aktive termisk beskyttende blandingen. For å gi lengere beskyttelse, blir et annet stykke karbonkjerneduk påført over det andre laget av aktivt termisk beskyttende blanding og et tredje lag av aktivt termisk beskyttende blanding påføres over det andre dukstykket som et ytterlag.

Systemene :1 henhold til foreliggende oppfinnelse er funnet å gi beskyttelse i størrelsesorden 20-30$ lenger enn glass-fiberforsterkede systemer under samme forsøksbetingelser med høy temperatur og høye skjærkrefter. Det kan derved gis en større termisk beskyttelse med samme tykkelse av blandingen, uten å ofre blandingens fysiske egenskaper. Alternativt kan tykkelsen og massen til blandingen reduseres uten bekostning av den termiske beskyttelsen.

I en utførelsesform blir systemet påført ved å påføre et første lag av aktivt termisk beskyttende blanding direkte på et substrat og deretter rulle eller presse inn et lag av porøs duk, deretter påføre et annet lag av blandingen. Det kan fremstilles flere lag ved alternerende å påføre blandingen og den porøse duken.

I en annen utførelsesform blir grafitt eller kardo-polymerduk lagt i en form, og blandingen påføres den formede duken, slik at den strekker seg gjennom dukens vev, hvoretter blandingen/ duk-kompositten herdes og påføres som en enhet til et sustrat. I denne utførelsesformen er komposittstrukturen fortrinnsvis i en form som er beskrevet i den tidligere nevnte Feldman, US-PS 4.493.945 med avstandsstykker integrert utformet i duken. Denne tilnærmelsen gir en lettere, mer effektiv struktur enn Feldman, US-PS 4.493.945. I alle disse eksemplene er duken fortrinnsvis innlagt under den varmemot-takende overflaten til den aktive termisk beskyttende blandingen.

Nok en tilnærmelse er å påføre den aktive termisk beskyttende blandingen til innsiden av en bunt-kjerne grafitt eller kardo-polymer duk. Bruk av en aktiv termisk beskyttende blanding som et fyllmiddel i et tredimensjonalt duksystem, så som et buntkjernesystem, er et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse. Ved denne utførelsesformen kan den ytre overflaten til høy-temperatur, høy-emissivitetsduk-bunt-kjerne-strukturen eksponeres direkte til varme eller den varmemot-takende overflaten kan dekkes med et ytterlag av den aktivt termisk beskyttende blandingen. Slike kompositter kan brukes som alene-stående konstruksjonslegemer.

Andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå bedre i lys av den etterfølgende beskrivelsen av foretrukne utførelsesformer. Figur 1 viser en perspektivskisse, delvis i snitt, av et substrat beskyttet av et termisk beskyttende system i henhold til foreliggende oppfinnelse, påført direkte på substratet. Figur 2 er en kurve som viser tid-temperaturkurvene til systemet i figur 1 når det utsettes for en standard branntest. Figur 3 er en sammenliknende kurve som viser tid-temperaturkurvene til et system tilsvarende systemet i figur 1, men ved å bruke en trådnettforsterkning. Figur 4 er en sammenliknende kurve som viser tid-temperaturkurvene til et system tilsvarende det i figur 1, men som bruker glassfiberforsterkning. Figur 5 er et snitt av et rørformet stålkonstruksjonslegeme beskyttet av et termisk beskyttende system i henhold til foreliggende; oppfinnelse. Figur 6 viser et snitt av en bjelke beskyttet av et termisk beskyttende system i henhold til foreliggende oppfinnelse. Figur 7 viser et snitt av et for-formet, selv-bærende system i henhold til foreliggende oppfinnelse for påføring til et substrat. Figur 8 viser et snitt av et bunt-kjerne system i henhold til foreliggende oppfinnelse, for påføring til et substrat eller som et selv-bærende konstruksjonselement.

De etterfølgende eksempler er illustrative for systemene og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, og av deres egenskaper sammenliknet med tidligere kjente systemer og fremgangsmåter.

EKSEMPEL 1

Et termisk beskyttende system i henhold til foreliggende oppfinnelse fremstilles ved å påføre til et stålsubstrat et aktivt termisk beskyttende belegg som både undergår en endoterm fase-endring og ekspanderer og danner en kontinuerlig porøs matriks. Et eksempel på en slik blanding er som følger:

Mens blandingen er klebrig, rulles et ark av løsvevet grafittduk på overflaten av blandingen med en standardrull. Den løsvevede grafittduken er meget fleksibel og formbar og draperes over kantene. Et andre lag av aktivt termisk beskyttende blanding sprøytes på duken og dekker duken. Systemet herdes og gir overlegen brannmotstand, sammenliknet med tilsvarende systemer fremstilt ved å bruke glassfiberduk eller metallnett i stedet for grafittduk.

EKSEMPEL 2

En formell test av systemet ble gjort ved å bruke systemet vist i figur 1. Som vist i figur 1, innbefatter systemet 1 et substrat 101, til hvilket det er påført en primer 103, et belegg 105 av en aktiv termisk beskyttende blanding, et lag 107 av forsterkning (grafittduk), et andre belegg 109 av aktiv termisk beskyttende blanding, et andre lag 111 av forsterkning og et tredje lag 113 av aktiv termisk beskyttende blanding.

I denne testen ble det fremstilt tre identiske prøver, hvor den eneste forskjellen var bruk av løstvevet grafitt, trådnett og glassfiberduk som forsterkningsmateriale. Grafittduken var en løsvevet lerretsduk med en masse på 55 g/m<2> (1.6 oz. pr. square yard) og (ca. 236 åpninger pr. kvadratmeter) duk. Metallnettet hadde ca. 80 åpninger pr. meter, 19 gauge, galvanisert ståltekstil. Glassfiberduken var en vevet duk med ca. 236 åpninger pr. meter duk med en masse på ca. 65 g/m<2> (1.9 oz. pr. square yard).

Den aktivt termisk beskyttende blandingen i disse forsøkene var et to-komponent epoksy-basert termisk aktivert belegg, som når det eksponeres til flammer eller ekstreme temperaturer, fordamper ved passende temperaturer og utviser en liten volumøkning ved dannelse av en åpen cellematriks og absorberer og blokkerer varme for å beskytte substrat-materialet. Blandingen innbefattet en polyfunksjonell alkohol, en 1,3,5-triasin-2,4,6-triamin, en epoksyresin og en polymer av bis-(etylen oksy) metan inneholdende disulfid-bindinger og herdbare tiol endegrupper (et polysulfid). Blandingen hadde en nominell form som følger:

Substratet i alle disse testene var en 0.3 kvadratmeter, 6.5 mm tykk stålplate. På baksiden av hver plate var det montert fire termopcpler (angitt C5-C8), et i midten av hver kvadrant av platen. Forsøksprøvene besto av to lag av det spesifikke forsterkende materialet, jevnt innbakt i den aktive termisk beskyttende blandingen. Dette er vist i figur 1, som viser grafittduk som et eksempel; og metallnett og glassfiber ble utført på samme måte. Den totale tykkelsen til den aktiv termisk beskyttende blandingen var atten millimeter i hvert tilfelle. Prøvene ble herdet før de ble testet i et branntestanlegg.

Testanlegget danner en varmeflux på 325 kilowatt pr. kvadratmeter og en temperatur på mellom 900 og 1100 grader Celsium.

Den begrensende temperaturen for forsøket er en midlere bak-sidetemperatur på 400"C (752°F) som er standard innen området med beskyttelse av konstruksjonsstål innen petroleums-industrien .

Sammenlignbare egenskaper til de tre systemene er vist i figurene 2-4. Resultatene var dramatiske. Forsøksresultatene er også summert i etterfølgende tabell 1:

For en fagmann innen området vil det være mulig å innse en rekke variasjoner av det termisk beskyttende systemet og fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Som et eksempel, vist i figur 5, kan substratet være en rør-formet kolonne 203, med den aktivt termisk beskyttende blandingen 205 påført direkte til kolonneoverflaten og et enkelt stykke 207 av den åpen-vevede grafitt-tekstilforsterk-ningen innbakt i blandingen, som strekker seg fullstendig rundt kolonnen.

Som vist i figur 6, kan substratet være en H-bjelke 303, og fire stykker av den åpen-vevede grafittduken 307 kan strekke seg over de ytre overflatene til flensene og rundt deres kanter; i denne utførelsesformen er dukforsterkningen utelatt fullstendig i bjelkens midtstykke. En aktiv termisk beskyttende blanding 305 er påført rundt hele bjelken, både under og over grafittduken.

Som vist i figur 7, kan en for-formet, selv-bærende struktur av den typen som er beskrevet i Feldman, US-PS 4.493.945, fremstilles ved å substituere grafitt eller kardo-polymerduken i henhold til foreliggende oppfinnelse for metallnett i dette patentet. Grafitt eller kardo-polymerduken 407 er lagt i en form med tverrgående riller tilsvarende åsene i den ferdige strukturen. Duken inntar lett formen til formen, spesielt når en aktiv termisk beskyttende blanding 405 blir påført denne. Den termisk beskyttende blandingen sprøytes på duken slik at den strekker seg gjennom veven til duken og blandingen herdes. Blanding/dukkomposittstrukturen 401 blir deretter påført som en enhet til et substrat.

Som vist i figur 8, kan systemet i henhold til foreliggende oppfinnelse også påføres andre selv-bærende strukturer, som i seg selv kan være konstruksjonselementer. I denne utførelses-formen anvendes et bunt-kjernetekstil med to stykker 507 av åpen-vevet grafittduk forbundet av en integrert vevet korrugering 508 fremstilt av samme materialet. Korrugeringene løper på tvers av materialet. I korruger ingene er det ved hjelp av ekstrudering innført en aktiv termisk beskyttende blanding 503. Blandingen åpner korrugeringene og vil når det er herdet danne en struktur som vil utvise betydelig motstand mot høytemperaturbetingelser.

I alle de viste utførelsesf ormene kan det anvendes en rekke andre aktivt termisk beskyttende blandinger i lys av de medfølgende; krav, innbefattende de hvis aktivt termisk beskyttende blandinger er nevnt her. Grafitt eller en annen karbon-kjerne av hydrogenduk kan påføres på andre måter, så som direkte festing til substratet ved punktklebing, nåling eller på annen måte. Disse variasjonene er kun illustrative.

Claims

1. Systera for gi forbedret beskyttelse for et substrat mot hypertermisk oppvarming og skjærkrefter, innbefattende en aktiv termisk beskyttende sammensetning (105, 205, 305, 405,

503) og minst et lag av en porøs duk (107, 207, 307, 407, 507) innbakt i sammensetningen eller blandingen, der sammensetningen omfatter en komponent som når utsatt for ekstreme temperaturer gjennomgår en endotermisk forandring til en gass, der sammensetningen oppviser en volumøkning ved dannelsen av en matriks med kontinuerlig porositet (åpne celler), gjennom hvilke gassen passerer til omgivelsene, karakterisert ved at duken innbefatter et graf ittmateriale, der systemet gir 20% til 30% lengre beskyttelse enn det samme systemet der duken er et fiberglassmateriale ved de samme testforhold med høy temperatur og høye skjærkrefter.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at duken (107, 207, 307, 407, 507) innbefatter et vevet multi-f ibergrafittgarn.

3. System Ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at duken (107, 207, 307) er formbar og ikke selv-bærende .

4. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at duken (107, 207, 307, 407, 507) har et nett på fra 4 til 200 åpninger pr. 2,54 cm (1 tomme).

5. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1 - 4, karakterisert ved at duken (107, 207, 307, 407, 507) er sterk nok for å forhindre oppsprekking av sammensetningen (105, 205 , 305, 405, 503) under både termiske- og perkussive ekstremiteter, og omfatter åpninger store nok for å tillate at den uherdede sammensetningen eller blandingen (105, 205, 305, 405, 503) kan trenge igjennom åpningene.

6. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at sammensetningen har en tykkelse på minst 4mm.

7. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at sammensetningen omfatter en epoksyharpiks og en komponent som gjennomgår en endotermisk faseforandring når den utsettes for hypertermiske forhold.

8. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at duken (107, 207, 307, 407, 507) har en vekt på minst 17 g pr. m<2>.

9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at duken (107, 207, 307, 407, 507) har en vekt på minst 34 g pr. m<2>.

10. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9, karakterisert ved at det omfatter en duk (107, 207, 307, 407, 507) først festet til et substrat uavhengig av sammensetningen (105, 205, 305, 405, 503) og en termisk beskyttende sammensetning sprøytet på duken slik at sammensetningen (105, 205, 305, 405, 503) strekker seg gjennom dukens (107, 207, 307, 407, 507) vevnad slik at duken er omgitt av sammensetningen.

11. System ifølge et hvilket som helst av kravene 1-10, karakterisert ved at duken (407, 507) og sammensetningen (405, 503) danner en selvbærende struktur.

12. System ifølge krav 11, karakterisert ved at strukturen omfatter integrerte avstandsstykker (508) dannet deri.

13. System ifølge krav 11, karakterisert ved at to dukstykker (507) anbragt med et mellomrom fra hverandre er omhyllet av sammensetningen.

14. Termisk beskyttende struktur ifølge krav 1, karakterisert ved at de to dukf lal tene (507 ) sammenkoplet med hjelp av et korrugert flak (508) er innhyllet i sammensetningen, der den aktive termisk beskyttende sammensetningen 503 fyller rommet mellom de to dukflakene.

15. Fremgangsmåte for å gi forbedret beskyttelse for et substrat fra hypertermiske forhold og skjærkrefter omfattende et trinn hvor substratet påføres en aktiv termisk beskyttende blanding eller sammensetning (105, 205, 305, 405, 503) som, når utsatt for termiske ekstreme forhold, gjennomgår en endotermisk faseforandring og oppviser en volumøkning ved dannelsen av en matriks med kontinuerlig porositet (åpen celle) og et trinn for å innbake en porøs duk (107, 207, 307, 407, 507) i sammensetningen, karakterisert ved at duken omfatter et grafittmateriale, der systemet frembringer 20 - 30% lengere beskyttelse enn det samme systemet der duken er et fiberglassmateriale med de samme testforhold med høy temperatur og skjærkrefter.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at duken (107) plasseres på et ikke herdet lag av sammensetningen (105) og deretter dekkes med et andre lag av den aktivt termiske beskyttelse sammensetningen (109).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at det andre dukstykket (111) plasseres over det andre laget av den aktive termisk beskyttende sammensetningen (109) og deretter dekkes med et tredje lag av den aktive termisk beskyttende sammensetningen (113).