压力容器设计的基本要求及技术进展刍议
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策1. 引言1.1 背景介绍压力容器是一种常见的工业设备，在化工、石油、食品等领域被广泛应用。
其设计和制造质量直接关系到生产安全和设备的可靠性。
随着工业技术的不断发展和更新换代，压力容器设计制造面临着新的挑战和问题。
对压力容器设计制造的问题进行深入研究和探讨，提出对策和解决方案，是至关重要的。
压力容器设计的基本原则涉及材料力学、热力学、流体力学等多个学科领域，需要综合考虑各种因素。
常见的设计制造问题包括材料选择不当、设计规范不合理、质量控制不到位等。
为了解决这些问题，需采取合理选择材料、严格遵守设计规范和加强质量控制等对策。
在当今社会，工业生产已经成为国民经济发展的重要支柱，而压力容器作为承载高压气体或液体的重要设备，必须具有良好的性能和安全性。
通过对压力容器设计制造问题及其解决对策的研究，可以不断提升压力容器的设计制造水平，确保生产安全和设备的可靠性。
2. 正文2.1 压力容器设计的基本原则压力容器的设计是一个复杂且关键的工程领域，设计者需要遵循一些基本原则以确保容器的安全可靠。
下面我们将介绍一些压力容器设计的基本原则：1. 强度原则：在设计压力容器时，首要考虑的是容器的强度。
容器的壁厚、材料的选取、焊接接头的设计等都必须能够承受设计压力下的内外力，确保容器不会发生破裂或变形。
2. 刚度原则：除了强度外，容器的刚度也是设计的重要考虑因素。
合理的刚度设计可以降低容器在工作时的变形和振动，延长容器的使用寿命。
3. 密封性原则：压力容器通常用于储存或输送高压气体或液体，在设计中必须确保容器具有良好的密封性。
密封性不好会导致泄露，严重时可能引发事故。
4. 安全阀原则：为了确保压力容器在超压情况下能够安全释放压力，设计中通常会设置安全阀。
安全阀的选取和设置必须按照设计规范执行，以确保安全可靠。
以上是压力容器设计的一些基本原则，设计者在设计过程中应该严格遵守这些原则，才能保证容器的安全性和可靠性。
压力容器技术规范最新标准
压力容器技术规范最新标准压力容器技术规范是确保压力容器安全运行的重要指导性文件，随着技术的发展和实践经验的积累，这些规范会不断更新以适应新的应用需求和安全标准。
以下是最新的压力容器技术规范的主要内容：1. 适用范围：本规范适用于所有工业用途的压力容器，包括但不限于储存、反应、换热等设备。
2. 设计原则：压力容器的设计应遵循安全、可靠、经济和环保的原则，确保在规定的使用条件下能够安全运行。
3. 材料选择：选用的材料应满足设计要求，包括力学性能、耐腐蚀性、焊接性等，并应符合相关材料标准。
4. 设计标准：压力容器的设计应符合国家或国际上认可的设计标准，如ASME（美国机械工程师协会）标准、EN（欧洲标准）等。
5. 制造和检验：压力容器的制造应严格按照设计图纸和技术规范进行，制造过程中应进行严格的质量控制和检验。
6. 焊接和无损检测：焊接是压力容器制造中的关键环节，应采用合格的焊接工艺和焊接材料。
无损检测包括射线检测、超声波检测等，以确保焊接质量。
7. 热处理：对于某些材料和结构形式的压力容器，可能需要进行热处理以改善材料性能或消除焊接应力。
8. 安全附件：压力容器应配备必要的安全附件，如安全阀、压力表、液位计等，并确保这些附件的可靠性和准确性。
9. 操作和维护：压力容器的操作应遵循操作规程，定期进行维护和检查，以确保其长期安全运行。
10. 事故预防和应急处理：应制定压力容器事故预防措施和应急处理预案，以应对可能发生的事故。
11. 法规和标准更新：压力容器的设计、制造和使用应随时关注相关法规和标准的更新，确保符合最新的安全和技术要求。
12. 环保要求：在设计和制造过程中，应考虑环保因素，减少对环境的影响。
13. 用户培训：压力容器的用户应接受专业培训，了解设备的操作规程和安全知识。
14. 记录和文档管理：应建立完整的压力容器记录和文档管理系统，记录设备的设计、制造、检验、使用和维护等信息。
15. 结束语：压力容器的安全运行对于保障人员安全和环境安全至关重要。
压力容器设计技术进展2共112页文档
第六章 压力容器设计技术进展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
一、容器的失效模式 1．容器常见的失效模式
(3) 脆性爆破 这是一种没有经过充分塑性 大变形的容器破裂失效。材料的脆性和严重的 超标缺陷均会导致这种破裂，或者两种原因兼 有。脆性爆破时容器可能裂成碎片飞出，也可 能仅沿纵向裂开一条缝；材料愈脆，特别是总 体上愈脆则愈易形成碎片。如果仅是焊缝或热 影响较脆，则易裂开一条缝。形成碎片的脆性 爆破特别容易引起灾难性后果。
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
一、容器的失效模式
1．容器常见的失效模式
(1) 过度变形 容器的总体或局部发生过度变形，
包括过量的弹性变形，过量的塑性变形，塑性失稳
(增量垮坍)，例如总体上大范围鼓胀，或局部鼓胀，
应认为容器已失效，不能保障使用安全。过度变形
说明容器在总体上或局部区域发生了塑性失效，处
(7) 失稳失效 容器在外压(包括真空)的压应力作用下丧失稳定性而发生 的皱折变形称为失稳失效。皱折可以是局部的也可以是总体的。高塔在过大的 轴向压力(风载、地震载荷)作用下也会皱折而引起倒塌。
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
第六章 压力容器设计技术进展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程
(3)变形强化阶段 BC段，材料
发生塑性变形不断强化，容器承
载能力不断提高。但体积膨胀使 壁厚减薄，承载能力下降。两者 中强化影响大于减薄影响，强化 提高承载能力的行为变成主要因
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
压力容器基础及安全技术
压力容器基础及安全技术压力容器是一种在其中装载气体或液体的容器，在工业、医疗、化学和石油等领域广泛应用。
由于容器内部的气体或液体压力比外界大，因此压力容器必须具备安全的设计和运行。
在这篇文章中，我们将讨论压力容器的基础和安全技术。
一、压力容器的基础1. 压力容器的定义压力容器是指在内部装载了可压缩气体或液体，并且其设计工作压力超过0.1MPa的容器，包括容器本身及与之相连的附属设备。
2. 压力容器的分类根据不同的应用领域和用途，压力容器可以分为很多种类：- 用于存储气体的容器，如氧气、氮气、乙炔等气瓶；- 用于存储液体的容器，如液化气体储罐、石油储罐等；- 用于化学反应的容器，如反应釜、塔式反应器等。
3. 压力容器的材料压力容器的材料必须具备高强度和耐腐蚀性能，常用的材料有钢、镍、钛合金等。
4. 压力容器的设计原则压力容器的设计原则主要包括以下几个方面：- 安全性：设计必须符合国家标准和规范，保证容器在正常或异常情况下不会发生失效或破裂；- 可靠性：设计应确保容器在正常工作条件下具备良好的可靠性和稳定性；- 经济性：设计应满足经济性要求，以减少生产成本和能源消耗。
二、压力容器的安全技术1. 安全阀安全阀是一种主要的压力容器安全保护措施，其作用是在容器内部压力超过设计压力时，安全阀会自动开启并释放掉一部分气体或液体，以减少压力和保护容器。
2. 液位控制器液位控制器主要用于液态压力容器的安全控制。
当液位过高或过低时，液位控制器可以自动控制流量，保护容器免于压力过高或过低的危险。
3. 底阀底阀是液态储罐必备的一种设备，主要作用是在容器发生危险时，阻止液体从底部泄漏，防止引起人员伤亡和环境污染。
4. 脱硫设备对于储存高硫化合物的物质，如煤气、石油等，使用脱硫设备可以有效避免硫化物在储存期间累积而引起爆炸或其他安全事故。
压力容器的安全性是生产过程中必须重视的一个方面，必须遵循严格的设计和制造标准，并根据实际情况采取必要的安全措施，以确保容器的正常运行和安全使用。
关于压力容器的设计探讨
关于压力容器的设计探讨摘要：压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器投入运行之前，要经过设计、制造、安装、检验、监督运行和维护等多个环节，其中设计是一个尤为重要的环节。
在压力容器的设计、制造、检验过程中。
经常会有一些对压力容器的法规、标准、规范理解不透彻的地方，因而会出现很多错误的例子。
本文现作以下的探讨。
关键词：压力容器，设计引言压力容器在日常生活中应用较为广泛,主要作用为在一定的压力、温度和易燃、易爆、有毒介质的条件下对特定物质进行加工和处理的特种设备。
一旦其质量出现问题,将连带着大规模安全事故的发生,对个人和企业存在不可估量的高危险系数。
因此在容器设计中应充分考虑此因素,把握好每一个影响容器寿命的细节,确保品质优良。
一、关于压力容器的设计分析1.压力容器的设计方法1）常规设计。
常规设计的理论基础是弹性失效准则，认为容器内某一最大应力点达到屈服极限，进入塑性，丧失了纯弹性状态即为失效。
在应力分析方法上，是以材料力学及板壳薄膜理论的简化计算为基础，不考虑边缘应力、局部应力以及热应力等，也不考虑交变载荷引起的疲劳问题。
所有类型的应力采用同一的许用应力值（通常为1倍许用应力）；为了保证安全，通常采用较高的安全系数，以弥补应力分析的不足。
2）分析设计。
随着压力容器参数的增高，高强度钢的采用以及近代计算与试验技术的发展采用弹性失效的观点使许多问题难于解决，常规设计的结果过于保守，设计的结构尚有很大承载潜力。
为了适应压力容器的发展，必须采用新的失效观点来解决这些问题。
分析设计弃了传统的弹性失效准则，采用了弹塑性或塑性失效准则，合理地放松了对计算应力的过严限制，适当地提高了许用应力值，但又严格地保证了结构的安全性。
我国的分析设计的标准为JB4732-95《钢制压力容器一分析设计标准》，是以第三强度理论即最大剪应力理论为基础，认为不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料就发生屈服破坏。
压力容器设计技术进展2-112页文档资料
容器的安全就是防止容器发生失效。容器的传统设计思想实质上就是防止容
器发生“弹性失效”。
随着技术的发展，遇到的容器失效有各种类型，
针对不同的失效形式进而出现了不同的设计准 两种最基本的失效模式
则。在讨论这些设计技术进展之前有必要首先
弄清容器的各种形式的失效，尤其最基本的爆
破失效过程更需要弄清楚。下面就容器的韧性
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
第六章 压力容器设计技术进展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (2)屈服变形阶段 AB段，容器 从局部屈服到整体屈服的阶段， 以内壁屈服到外壁也进入屈服的 阶段。B点表示容器已进入整体 屈服状态。如果容器的钢材具有 屈服平台，这阶段包含塑性变形 越过屈服平台的阶段，这是一个 包含复杂过程的阶段，不同的容 器、不同的材料，这一阶段的形 状与长短不同。
整体屈 服压力
爆破压力
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
第六章 压力容器设计技术进展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (1)弹性变形阶段 见OA，随 着进液量(即体积膨胀量)的 增加，容器的变形增大，内 压随之上升。这一阶段的基 本特征是内压与容器变形量 成正比，呈现出弹性行为。 A点表示内壁应力开始屈服， 或表示容器的局部区域出现 屈服，整个容器的整体弹性 行为到此终止。
第六章 压力容器设计技术进展
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
压力容器的发展简要回顾
James Watt (1736-1819)
压力容器分析设计标准
压力容器分析设计标准
压力容器是工业生产中常见的设备，用于储存或加工压缩气体、液体或蒸汽。
由于其特殊的工作环境和功能，压力容器的设计、制造和使用需要严格遵守一系列的标准和规定，以确保其安全可靠地运行。
首先，压力容器的设计必须符合国家相关标准和规范，如《压力容器设计规范》GB150、《钢制压力容器》GB151等。
这些标准规定了压力容器的设计参数、结构要求、材料选用、焊接工艺、安全阀选型等方面的内容，确保了压力容器在设计阶段就具备了安全可靠的基础。
其次，压力容器的制造需要严格按照《压力容器制造规范》GB151中的要求进行。
制造过程中需要严格控制材料的质量、焊接工艺的可靠性、表面处理的完整性等，以确保制造出的压力容器符合设计要求，并且能够在实际工作中承受所需的压力和温度。
除了设计和制造阶段的标准要求，压力容器的安装、使用和维护也需要遵守相
应的标准和规范。
例如，在安装过程中需要保证容器的支撑结构稳固可靠，管道连接紧密无泄漏，安全阀和压力表的选型和安装符合要求。
在使用过程中需要定期进行压力测试和安全阀的调整，确保容器在正常工作范围内运行。
在维护过程中需要按照规定的周期进行检查和维护，及时发现并处理潜在的安全隐患。
总的来说，压力容器的分析设计标准涵盖了从设计、制造到使用和维护的全过程，这些标准的遵守是保证压力容器安全运行的基础。
只有严格按照标准要求进行设计、制造和使用，才能确保压力容器在工业生产中发挥应有的作用，避免因为安全隐患而导致事故发生。
因此，对于从事压力容器相关工作的人员来说，熟悉并遵守相关标准和规范是至关重要的。
压力容器设计安全要求标准
压力容器设计安全要求标准背景介绍压力容器是工业生产中常用的一种设备，广泛应用于石化、冶金、化工等领域。
压力容器是指在一定压力下，能够承受外部力和温度变化而不发生变形和失效的容器。
然而，如果压力容器设计不合理或使用不当，就会造成安全隐患，甚至导致爆炸事故，给人员和环境造成极大的危害。
因此，制定压力容器设计安全要求标准显得尤为重要。
参考标准在制定压力容器设计安全要求标准时，需要参考的标准有： 1. GB150《钢制压力容器》 2. GB151《玻璃钢缠绕纤维增强塑料复合材料容器》 3. GB16559《可储存液化石油气容器制造、检验规范》 4. ASME BPVC Section VIII Division 1《Boiler and Pressure Vessel Code - Rules for Construction of Pressure Vessels》 5. ASME BPVC Section VIII Division 2《Boiler and Pressure Vessel Code - Alternative Rulesfor Construction of Pressure Vessels》设计安全要求标准以下是压力容器设计应满足的安全要求标准，这些要求不仅包括了静态设计方面的要求，还包括了动态使用过程中的安全要求： 1. 设计压力应不能超过容器允许的最高压力； 2. 设计温度应不能超过材料的最高允许温度，以及应满足容器设计压力和温度的同步要求； 3. 在承受设计压力的情况下，容器应能够承受其它外部负荷的影响，如风荷载、地震荷载、使用和维修等过程中产生的负荷； 4. 容器焊缝必须经过无损检测和审核，焊接符合焊工技能级别要求，并且焊接质量符合设计规范和要求； 5. 生产压力容器的厂家必须具有国家认可的生产许可证，并且严格按照设计方案进行制造； 6. 容器内部必须具有压力释放装置、保护装置、温度传感器等设备，以保证在容器发生故障时能够及时发现和解决问题； 7. 安装压力容器时必须符合国家相关标准和要求，如有需要，应进行安全距离计算； 8. 压力容器在使用和维修过程中必须符合相关的操作和维修规范，定期进行检验和维护，及时发现和处理潜在问题。
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压力容器设计的基本要求及技术进展刍议
发表时间：
2019-03-12T10:20:44.807Z 来源：《基层建设》2018年第36期 作者： 刘延钊1 孟龙龙2
[导读] 摘要：近年来，我国的石油化工行业有了很大进展，与之相关的机械设备的发展也展现出了旺盛的生机。
1.
身份证37032119881227XXXX 山东省淄博市 256414；2.身份证37032219880207XXXX 山东省淄博市 256414
摘要：近年来，我国的石油化工行业有了很大进展，与之相关的机械设备的发展也展现出了旺盛的生机。在石油化工生产中，压力容
器是一类必要设备，必须要保证压力容器的质量和性能，才能够确保其的安全性与可靠性。为此，应当要遵循压力容器设计的基本要求，
采取先进的技术，来进行压力容器的设计及制造。本文主要针对压力容器设计的基本要求进行了浅析，并对其技术进展进行了阐述。
关键词：压力容器；设计；基本要求；技术进展
引言
在压力容器制造使用整个过程中，设计是一项最为重要的步骤，它的正确恰当与否直接关系到制造和检验环节的难易。合理的设计不
仅能够大大降低制造成本，还能够有效提高产品运行的可靠性。在设计中，如果将强度计算错误或者是结构设计不合理都会导致事故的发
生，给使用造成隐患。当下，石油化工以及能源产业发展迅速，对压力容器的要求越来越高，不仅在规格上越做越大，操作压力和温度也
在不断提高，这就造成了压力容器的结构越来越复杂，对安全性的要求也不断加大。因此，我们要重视压力容器的设计环节，加强安全监
督，使其能够适应各种复杂的工况。
1
压力容器设计的基本要求
1.1
保证完成工艺生产
石油化工行业是一类特殊的行业，它对生产要求非常高，所以必要保证压力容器能够满足生产对设备的温度、压力、规格以及结构等
的要求。因此，在压力容器设计中，应当要尽可能地提高设备的应用性能及在生产中的使用效率。
1.2
设计的压力容器要保证能够安全可靠的运行
众所周知，石油化工中有很多的物料具有腐蚀性和毒性，更重要的是很多材料具有易燃性，引起火灾爆炸的可能性很大。在工作过过
程中，压力容器内部具有相当的能量，如果容器遭到外界的破坏而泄露内部的能量，该能量在瞬间爆发出来会造成很严重的后果，另外，
在连续生产的作用下，很容易造成压力容器的损坏，也会威胁到其他相关设备的安全，形成连锁反应。所以，必须重视其安全可靠性的设
计，也应该考虑到在腐蚀、异常高低温以及疲劳载货情况下，它也能够安全运行。
1.3
达到预期的使用寿命
设备的使用寿命关系着生产安全和生产成本，若设备使用寿命过短，则一者会出现一些安全隐患，二者会由于频繁更换设备而增加投
入。为此，在压力容器设计中，还应当要确保设备达到预期的使用寿命。很多石油化工材料都具有强腐蚀性，容易导致压力容器壁遭腐蚀
变薄甚至蚀穿，这是导致其寿命降低的主要原因，为此在设计时应当要重点考虑增强容器壁的抗腐蚀性能，例如在容器内部表面采用有效
的抗腐蚀材料，以减轻其受腐蚀程度。
1.4
设计应该便于制造安装和操作维修
设计应该兼顾压力容器的各个其他环节，才能保证安全性，结构越简单就会越容易制造和对设备进行检测，即使产品的某些缺陷超标
了，也能够在最快的时间内被发现，并且予以消除。另外，这样做也能够满足一些比较特殊的要求，比如：一些像顶盖一样的试验容器，
在使用过程中要经常装拆，因此要采用便于装拆的结构形式，较少的使用笨重的主螺栓连接方式；有一些容器内部的器件经常需要清洗和
维修，则有必要设置一些入孔和手孔。
2
压力容器设计技术的进展
2.1
应力及应变的分析评定
应力及应变的分析评定乃是压力容器设计中的新技术。在这方面，关键是运用相关分析方法，全面校核压力容器的强度。应力不同，
对压力容器造成的破坏程度也是不同的。全面校核压力容器强度应当要基于各部位实际应力及其应变的完善程度和精确程度。与传统设计
方法不同，应力及应变的分析评定方法可以降低安全系数、减轻设备重量、节约制造材料、保证设备安全以及防止设备失效。不过，虽然
该方法具有诸多优点，但也存在一定的缺陷，比如其需要大量复杂的计算，需要借助计算机完成，设计成本也较高。
2.2
压力容器设计焊接问题的解决
如果压力容器其封密性不合格，在应用的过程中发生泄漏，不但会对其内部的介质起不了充分的保护作用，有可能还会对施工人员其
自身的安全形成不同程度的威胁。解决焊接裂纹的方法有：（
1）选择使用低氢型的焊条；（2）焊接安排以后需实施淬火的处理；（3）合
理选择适合的焊接技术。焊接咬边指的是，在焊接的时候焊接的位置发生凹槽。防止焊接咬边的方法主要有：（
1）选择与焊接材料选择相
适应的焊接方法，合理调整焊接的电流大小和角度；（
2）焊接的工作人员在进行焊接时，需随时观察焊接处的各种变化，确保可以及时察
觉焊接咬边并及时的给予有效的处理。焊接气孔指的是，焊接的时候熔池当中的气体不能得到有效的析出。解决焊接气孔的途径有：（
1）
确保对接口、坡口周边的清洁；（
2）管控溶渣本身的浓度；（3）随时更换焊条。
2.3
塑性失效设计
塑性失效的设计基础是弹塑性理论，其设计的准则是：可以允许局部薄膜的应力和弯曲应力的应力强度有较大的许用数值,也就是能够
容忍局部的塑性变形，压力容器仍然不会失效。分析其原因，主要是因为在局部发生薄膜应力以及弯曲应力，即使最大应力达到了屈服的
极限，也只能引起局部的屈服，但是对于整个压力容器来说，大部分区域仍然处于弹性状态而不会失效此时，如果采用弹性失效的方法来
处理，则会使得很多的材料无法发挥应有的潜力。
2.4
疲劳设计
压力容器的疲劳指的是材料在反复交变载荷作用下遭到破坏，但却没有明显的塑性变形，所以传统设计中往往并不会考虑到疲劳。不
过，近年来随着压力容器制造规模的不断扩大，一些高强度低合金钢材料的使用，增加了裂纹和未知缺陷的风险，所以也应当要提高对疲
劳所导致的破坏的重视，采取疲劳设计方法。
2.5
压力容器设计腐蚀问题的解决
为了可以使压力容器的使用期限延长，一般所采取的解决措施有：（1）选用合适的材料；（2）应用延缓腐蚀的制剂；（3）提升压力
容器的焊接质量；（
4）应用防腐蚀的涂料；（5）衬里形式的防护；（6）在容器壁表面喷丸强化；（7）加强管理和维护。除此以外，在
设计压力容器的过程中，设计人员需综合的考虑压力容器的服役环境会对其所造成的影响，并且，以腐蚀的最大速度当作计算的依据，来
确定压力容器最大的腐蚀裕量。
2.6
概率设计
近代的概率设计方法是基于数理统计学，它的主要作用是对压力容器进行全面评价，具体涵盖了经济合理性判断、安全程度评估等。
通过概率设计能够计算出压力容器的失效可能性及最低可靠性的概率要求，从而帮助设计者合理分配各个零部件，满足总体设计要求。
结语
综上所述，压力容器设计的基本要求是保证完成工艺生产、确保运行安全可靠、达到预期的使用寿命、制造、安装、操作及检修方便
和经济性。随着诸多新技术在压力容器设计中的运用，未来我国的压力容器设计及制造将会有更大的发展空间。
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