立式徑向擠壓制管常見工藝布局介紹
立式徑向擠壓制管工藝有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、制作環(huán)節(jié)無廢漿廢渣等廢棄物、可自然養(yǎng)護(hù)能耗低等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用,在歐洲各國成為中小口徑排水管的主要生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)的高效率是徑向擠壓工藝最大的優(yōu)勢(shì),合理的工藝布局對(duì)減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)瓶頸至關(guān)重要,我公司一直致力于企業(yè)和行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,專門針對(duì)徑向擠壓制管設(shè)備和工藝到歐洲進(jìn)行了考察,下面結(jié)合參觀的廠家介紹幾種歐洲常見徑向擠壓工藝的生產(chǎn)布局和國內(nèi)徑向擠壓企業(yè)的布局情況。
一、歐洲常見徑向擠壓工藝生產(chǎn)布局
1.叉車作業(yè)生產(chǎn)模式介紹
叉車作業(yè)生產(chǎn)模式其全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)用叉車作為運(yùn)載工具,作業(yè)方式隨著配套模具的不同略有差異,立式徑向擠壓制管模有雙開和三開兩種形式,雙開模具由兩部分組合,一側(cè)用螺栓固定一側(cè)靠偏心軸開合出現(xiàn)單側(cè)開口使模具與擠壓管之間產(chǎn)生間隙,通過垂直提升使兩者分離;三開模具由三部分組合,中間部分和叉車固定兩側(cè)可以敞開超過管體圓周的一半,整個(gè)模具可以側(cè)向和擠壓管分離。
雙開模具叉車作業(yè)以西班牙Bortubo公司兩個(gè)廠區(qū)的立式徑向擠壓生產(chǎn)線做簡(jiǎn)單介紹,使用雙開模具叉車的提升行程必須足夠高,生產(chǎn)場(chǎng)地的凈高的必須超出模具總高度的二倍以上。叉車固定一個(gè)和模具配套的專用插架,架子前端的插架托起并垂直提升擠壓模具,模具在高度的約四分之三位置對(duì)稱布置兩個(gè)擺軸承擔(dān)模具和擠壓管的重量并通過配重保證其軸線與地面垂直,模具開啟偏心軸固定一個(gè)鏈輪,叉車對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造用前邊液壓缸推拉一排圓柱銷與模具上的鏈輪實(shí)現(xiàn)鏈輪銷傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)模具偏心軸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開合功能,這樣叉車的駕駛?cè)藛T就可以自由操控模具而不需要其他人員輔助。叉車作業(yè)生產(chǎn)模式在生產(chǎn)過程中模具組裝后放入擠壓制管機(jī)工位和成品管模具出管都由叉車來完成,叉車將成品管模具運(yùn)到養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地脫模后,把空模具運(yùn)回重新和鋼筋骨架與底托組裝。擠壓管在場(chǎng)地按照工藝要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)結(jié)束后用叉車將管運(yùn)出。
擠壓管養(yǎng)護(hù)時(shí)在豎直狀態(tài)運(yùn)出到場(chǎng)地應(yīng)回到水平狀態(tài)中間有一個(gè)翻管程序,叉車作業(yè)生產(chǎn)模式是在叉車前部安裝一個(gè)卡斯卡特抱夾,叉車的液壓系統(tǒng)要做一番改造除保留插架的升降功能還必須實(shí)現(xiàn)卡斯卡特抱夾的夾緊和旋轉(zhuǎn)。叉車先把養(yǎng)護(hù)后的擠壓管夾緊提起去除底托后再將管旋轉(zhuǎn)90度運(yùn)到產(chǎn)品場(chǎng)地。叉車配兩開模具可以減少輔助人員更有效的利用場(chǎng)地,但叉車液壓系統(tǒng)要進(jìn)行改裝。
徑向擠壓制管叉車作業(yè)用三開模具多在亞洲地區(qū)使用,他的工作流程和兩開模具基本相同。它是把三開模具中較大的一片固定到叉車上前面的兩片打開,模具水平移動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)模具組裝和制成管脫模,作業(yè)過程前面要有人輔助打開和鎖閉模具。叉車配三開模具叉車的提升行程和生產(chǎn)場(chǎng)地的凈高可以降低,但生產(chǎn)過程中需人工開模并且生產(chǎn)、養(yǎng)護(hù)占用的空間比較大。
叉車作業(yè)生產(chǎn)模式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的投資規(guī)模小,另外制管過程可更靈活的安排場(chǎng)地生產(chǎn)。存在的缺點(diǎn)首先自動(dòng)化程度低制約擠壓制管設(shè)備的效能發(fā)揮;其二叉車將組裝后模具放入管機(jī)工位由于視線受阻較難操作;其三由于擠壓管多在封閉的廠房內(nèi)生產(chǎn),叉車作業(yè)存在室內(nèi)污染比較嚴(yán)重。另外叉車作業(yè)的燃油消耗和設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用都比較高。
2. 機(jī)械手吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線模式
機(jī)械手吊裝的作業(yè)模式一般在歐洲較發(fā)達(dá)的國家使用,下面參照德國的兩家公司介紹一下機(jī)械手吊裝作業(yè)的工作流程,歐洲國家為了方便現(xiàn)場(chǎng)施工往往在排水管出廠前把密封膠圈鑲在管體內(nèi),采用的方式有兩種:一種是把膠圈放在排水管的插口段;一種是把膠圈放在排水管的承口段。密封膠圈放置的位置不同擠壓管的生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)有一定的差異。
首先介紹德國的REIFF公司,此公司現(xiàn)場(chǎng)制作口徑300毫米的徑向擠壓承插口管,整個(gè)生產(chǎn)線建于八十年代中期基本布置見圖示,它的密封膠圈安放在承口位置,它主要由模具吊裝機(jī)械手、成品管吊裝機(jī)械手、去底托裝置、底托倒運(yùn)機(jī)械、底托處理裝置和擠壓成品管后期處理部分等部分組成。模具吊裝機(jī)械手和成品管吊裝機(jī)械手是以在廠房軌道上運(yùn)行的橋吊為結(jié)構(gòu)主體附加機(jī)械、液壓等裝置完成專門的制管設(shè)備。模具吊裝機(jī)械手除保證模具的正常吊裝定位、升降外,還有一套液壓系統(tǒng)控制模具的開閉;成品管吊裝機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)后擠壓管的夾緊、翻轉(zhuǎn)和升降功能。
立式徑向擠壓管生產(chǎn)首先在徑向擠壓管機(jī)底盤的外側(cè)工位上進(jìn)行模具組裝,底托用專用機(jī)械手從傳送帶上抓起放置組裝工位上,人工對(duì)其噴涂隔離劑放置鋼筋骨架,口徑300毫米的徑向擠壓承插口管鋼筋骨架重量較輕由操作者人工放置到位,歐洲有生產(chǎn)線用專門的懸掛輸送進(jìn)行鋼筋骨架傳送,模具吊裝機(jī)械手將模具吊起把骨架和底托套入后液壓機(jī)構(gòu)將模具鎖閉,模具組裝完成后模具吊裝機(jī)械手和模具脫離,擠壓管機(jī)底盤把模具轉(zhuǎn)動(dòng)到內(nèi)側(cè)工位上開始一個(gè)制管循環(huán)。擠壓管制成后底盤將模具轉(zhuǎn)到外側(cè)工位,模具吊裝機(jī)械手將其吊運(yùn)到養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地放置穩(wěn)妥當(dāng)后,液壓機(jī)構(gòu)將模具開啟偏心機(jī)構(gòu)打開垂直提升完成脫模。然后將模具吊運(yùn)回管機(jī)的裝配工位。場(chǎng)地?cái)D壓管的取放有一套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)控制模具吊裝機(jī)械手和成品管吊裝機(jī)械手的擺放位置不需要人工干預(yù)。養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地的擠壓管在完全裸露的自然環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
擠壓管在場(chǎng)地完成養(yǎng)護(hù)作業(yè)后,先用成品管吊裝機(jī)械手夾住擠壓管吊起運(yùn)行到去托裝置上方,把管身和去底托裝置工作部位對(duì)齊下降到預(yù)定高度,去底托裝置工作將底托取下。底托由機(jī)械手取走放到底托處理工位,首先對(duì)底托的承口工作面進(jìn)行拋光去除表面的附著物,接著底托移到下一個(gè)工位有傳送帶將底托送到擠壓管機(jī)附近機(jī)械手的作業(yè)位置進(jìn)行模具組裝,在底托傳送的過程中操作人員將預(yù)埋的密封膠圈套到底托上。
成品管吊裝機(jī)械手待擠壓管的底托取下后抱夾將管翻轉(zhuǎn)90度放到出管軌道上做后期處理。在出管軌道上先用人工進(jìn)行外觀修補(bǔ)和處理,后續(xù)配備有自動(dòng)滲漏檢測(cè)、插口尺寸自動(dòng)檢測(cè)等裝置。幾乎所有的擠壓管的插口在養(yǎng)護(hù)過程中都處于自由狀態(tài),擠壓管在脫模后的一段時(shí)間里混凝土存在一定的可塑性,擠壓管中混凝土和鋼筋骨架在制管過程產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力在脫模過程中得到釋放,所以在經(jīng)過產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)后擠壓管承口由于有底托的存在尺寸是恒定的而插口的尺寸略有少許偏差。歐洲廠家內(nèi)部產(chǎn)品質(zhì)量控制嚴(yán)格在生產(chǎn)線上有自動(dòng)測(cè)量裝置,在軌道上先把擠壓管托起定位,插口端有一個(gè)裝有激光測(cè)距系統(tǒng)的小車沿軌道移到插口位置,準(zhǔn)確定位后激光測(cè)距系統(tǒng)以擠壓管的軸心為圓心360旋轉(zhuǎn)測(cè)量插口的直徑數(shù)據(jù)和偏差并進(jìn)行記錄。小口徑規(guī)格擠壓管測(cè)量后要進(jìn)行內(nèi)壓試驗(yàn),在生產(chǎn)線上內(nèi)壓試驗(yàn)必須提高效率適應(yīng)整體的生產(chǎn)節(jié)奏所以試驗(yàn)形式和國內(nèi)的不同,國內(nèi)是內(nèi)部注水加壓、保壓觀察外部滲漏情況,生產(chǎn)線上內(nèi)壓試驗(yàn)用兩端堵盤、密封件和擠壓管端部壓緊密封后,內(nèi)部抽真空外部用水噴淋,保持真空一段時(shí)間后觀察管的內(nèi)壁是否有水滲漏的痕跡確定其是否合格。
德國的RUPP公司現(xiàn)場(chǎng)也有一條生產(chǎn)線制作口徑300毫米的徑向擠壓承插口管,不同的是它的密封膠圈安放在插口位置, 整個(gè)徑向擠壓的制作過程除了沒有底托套密封膠圈外,生產(chǎn)過程和REIFF公司基本相同,但養(yǎng)護(hù)后的處理存在較大差異。
德國RUPP公司在擠壓管養(yǎng)護(hù)后也是用成品管吊裝機(jī)械手把擠壓管放到自動(dòng)去托裝置上取下底托,底托隨后依次垂直疊成一摞移送到后續(xù)工序,擠壓管旋轉(zhuǎn)到水平位置放到后期處理的傳動(dòng)鏈上,首先經(jīng)過真空滲漏檢測(cè),然后打碼機(jī)打上產(chǎn)品標(biāo)識(shí)送到磨口機(jī),排水管的密封膠圈放到管的插口部位,其安裝的環(huán)形槽無法在制管過程加工只能在后續(xù)加工,插口部分的環(huán)形槽由磨口機(jī)的砂輪磨削而成,磨削加工的膠圈環(huán)形槽在尺寸精度上可以滿足要求,因此不需要進(jìn)行管口尺寸測(cè)量。擠壓管磨口后由自動(dòng)碼放設(shè)備根據(jù)管徑的大小用機(jī)械手分層自動(dòng)堆放,各層之間用兩端帶有楔形的木楞隔開這樣便于場(chǎng)地的存放和運(yùn)輸。
吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線模式的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度比較高、各個(gè)工序都可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè),有很高的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)過程操作人員少,德國REIFF公司的整條生產(chǎn)線只有制管操作、底托套膠圈和成品管處理三個(gè)操作人員。但吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備加工制作的資金投入非常大,在生產(chǎn)過程中兩臺(tái)吊裝作業(yè)設(shè)備使用同一場(chǎng)地不能完成連續(xù)生產(chǎn),擠壓制管完成制管作業(yè)后必須等養(yǎng)護(hù)結(jié)束產(chǎn)品管吊裝機(jī)械手把場(chǎng)地清理后才能繼續(xù)生產(chǎn)。
3. 養(yǎng)護(hù)窯循環(huán)作業(yè)生產(chǎn)線模式
德國REIFF公司有一條八十年代的立式徑向擠壓生產(chǎn)線養(yǎng)護(hù)形式采用了養(yǎng)護(hù)窯,現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)1400規(guī)格的承插口排水管,徑向擠壓管機(jī)配套的模具吊裝及輸送機(jī)構(gòu)在制管前先完成模具、鋼筋骨架和底托的組裝,制管過程完成后該機(jī)構(gòu)將帶有擠壓管的模具運(yùn)送到養(yǎng)護(hù)窯的養(yǎng)護(hù)車上放到預(yù)定位置后脫模。載有擠壓管的養(yǎng)護(hù)車在環(huán)型養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)運(yùn)行,每一個(gè)循環(huán)完成一個(gè)批次的擠壓管養(yǎng)護(hù)。此養(yǎng)護(hù)窯在生產(chǎn)過程中沒有溫控系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)施,只是在循環(huán)過程中滿足擠壓管在自然裸露狀態(tài)下時(shí)間和空間的養(yǎng)護(hù)需求。
在德國海斯公司我們和相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行了深入的交流, 據(jù)他們提供的資料看現(xiàn)階段養(yǎng)護(hù)窯系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)完備,完整養(yǎng)護(hù)窯循環(huán)作業(yè)模式布局見圖,其制管作業(yè)部分的組成和吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線基本相同的,主要是出管機(jī)械手、翻管機(jī)械手替代模具吊裝機(jī)械手、成品管吊裝機(jī)械手,二者有各自獨(dú)立的運(yùn)行軌道不是在廠房軌道上行走,各個(gè)組成部分的結(jié)構(gòu)、功能、工作程序和吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線模式相同,不同之處是增加了養(yǎng)護(hù)窯部分和配套的控制系統(tǒng),養(yǎng)護(hù)窯部分有承載小車、行走驅(qū)動(dòng)和控制部分和窯溫控系統(tǒng)等組成。
擠壓管機(jī)制管完成后成品管模具由專用的出管機(jī)械手吊起沿著軌道運(yùn)行到養(yǎng)護(hù)窯承載小車上方,機(jī)械手和承載小車的行走控制系統(tǒng)配合將擠壓管按一定順序放置好,出管機(jī)械手將模具打開垂直提升脫模并帶空模具返回管機(jī)的外側(cè)工位重新組裝。承載小車上擠壓管排滿后緩緩移動(dòng)進(jìn)入養(yǎng)護(hù)窯,下一個(gè)小車運(yùn)行到工作位置繼續(xù)作業(yè)。載有擠壓管的小車在養(yǎng)護(hù)窯中逐段運(yùn)行到窯的出口,小車行走過程中運(yùn)行控制系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)相配合完成擠壓管的靜停、升溫、保溫、降溫和濕度控制等全部的養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié),養(yǎng)護(hù)窯的兩端窯門加門簾用來保溫。最后小車停到擠壓管的卸載位置,翻管機(jī)械手逐根夾起承載小車上每根管,先用去托裝置去掉底托,然后把管吊起翻轉(zhuǎn)管體90度沿軌道行走放到出管軌道上,擠壓管在上面進(jìn)行和吊裝作業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線模式相同的后期處理。底托經(jīng)過相關(guān)的處理和輸送環(huán)節(jié)送回管機(jī)和模具組裝進(jìn)行下一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)。
養(yǎng)護(hù)窯模式最大的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的生產(chǎn)作業(yè)和全天侯的養(yǎng)護(hù)控制,存在的缺點(diǎn)是全套裝備資金投入最大,對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)工作的可靠性要求高,一旦擠壓管在養(yǎng)護(hù)窯中出現(xiàn)問題處理起來不方便。
二、國內(nèi)徑向擠壓工藝生產(chǎn)布局
1、上海水泥制管廠徑向擠壓生產(chǎn)布局
上海水泥制管廠八十年代引進(jìn)麥克拉肯徑向擠壓PH48徑向擠壓制管機(jī)的養(yǎng)護(hù)形式為養(yǎng)護(hù)窯蒸汽養(yǎng)護(hù),徑向擠壓制管機(jī)制成產(chǎn)品后吊到養(yǎng)護(hù)窯前部的養(yǎng)護(hù)小車上脫模,此后小車排滿后進(jìn)入蒸養(yǎng)窯進(jìn)行養(yǎng)護(hù),蒸養(yǎng)窯內(nèi)擠壓管完成養(yǎng)護(hù)過程,由于PH48徑向擠壓制管機(jī)采用戴帽養(yǎng)護(hù),蒸養(yǎng)間后的一段區(qū)域?yàn)槊撁比ネ袇^(qū),脫帽去托區(qū)外側(cè)是橫向擺渡車,蒸養(yǎng)間的一側(cè)有聯(lián)通兩端擺渡車進(jìn)行倒運(yùn)的軌道,擠壓管脫去頂帽和經(jīng)過翻管運(yùn)到產(chǎn)品場(chǎng)地。
2、天津貫通管井公司徑向擠壓生產(chǎn)布局
天津貫通管井公司近幾年從德國引進(jìn)了立式徑向擠壓制管設(shè)備,它采用叉車作業(yè)的生產(chǎn)模式,制管模具采用三開模的形式,養(yǎng)護(hù)采用制成品套塑料薄膜自然養(yǎng)護(hù),為了提高擠壓管的養(yǎng)護(hù)效果外套的塑料薄膜是緊緊纏繞在擠壓管的管體上,這樣可以充分利用管內(nèi)的水分參與混凝土的水化反應(yīng),這樣相比擠壓管套塑料袋養(yǎng)護(hù)可以獲得較好的養(yǎng)護(hù)效果。生產(chǎn)過程中有兩部部單梁吊車輔助作業(yè),一部輔助叉車向擠壓管機(jī)放置組裝好的模具,一部完成完成養(yǎng)護(hù)后擠壓管的去管底托和翻管等一系列作業(yè),最后由叉車將運(yùn)達(dá)產(chǎn)品場(chǎng)地。
3、秦皇島市撫寧水泥管材有限責(zé)任公司徑向擠壓生產(chǎn)布局
秦皇島市撫寧水泥管材有限責(zé)任公司2013年初和設(shè)備制造廠家合作開始徑向擠壓制管生產(chǎn)的嘗試,擠壓制管機(jī)生產(chǎn)排水管規(guī)格為口徑300-1000毫米長度3米的承插口管,徑向擠壓的制管模具分別使用過三開和兩開模具最終選用歐洲大量使用的兩開式的模具;擠壓制成管的模具運(yùn)輸方式嘗試過叉車和單梁吊車,通過一段時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐的摸索結(jié)合國外徑向擠壓制管的經(jīng)驗(yàn),探索出一套適合公司立式徑向擠壓制管生產(chǎn)的工藝流程。
1)徑向擠壓的制管模具選用歐洲大量使用的兩開式的模具,它可以減少養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地的占用方便機(jī)械化作業(yè)。
2)所有的擠壓底托為沖壓底托。沖壓底托重量輕、工作面光潔、整體彈性好,可以大大減輕生產(chǎn)過程中操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;提高徑向擠壓管承口部分部分的振動(dòng)成型質(zhì)量;方便養(yǎng)護(hù)后徑向擠壓管底托的拆卸。
3)擠壓制成管的模具運(yùn)輸方式定型為橋吊全程垂直導(dǎo)向的模具吊裝形式,參照歐洲機(jī)械手作業(yè)生產(chǎn)模式用10噸橋吊進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)擠壓管模具從制管設(shè)備到養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地的吊裝和養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地模具的脫模,由于模具脫模過程全程有穩(wěn)定的導(dǎo)向可以確保擠壓管插口不會(huì)在脫模過程中受到損傷減輕后期修補(bǔ)的工作量。
4)由于公司生產(chǎn)廠房面積偏小生產(chǎn)班組要循環(huán)使用養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地,徑向擠壓管采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的模式,用帶有保溫層的方形養(yǎng)護(hù)罩扣住一定區(qū)域的擠壓管進(jìn)行低溫養(yǎng)護(hù)。
5)公司在參照進(jìn)口夾管器在結(jié)構(gòu)上我們進(jìn)行改進(jìn)專門制作了用于小口徑混凝土管的專用夾管器用于徑向擠壓管生產(chǎn),養(yǎng)護(hù)后的徑向擠壓管先用夾管器吊起去除底托然后放置到翻管器上。
6)公司專門為徑向擠壓管設(shè)計(jì)了專用的小型翻管器,它占地面積小、使用安全、操作方便,翻轉(zhuǎn)后的擠壓管送到后面的鋼軌上進(jìn)行修補(bǔ)檢驗(yàn)等后續(xù)工作,完成后用叉車運(yùn)到成品場(chǎng)地。
7)公司對(duì)生產(chǎn)的每個(gè)規(guī)格的徑向擠壓管都按照GB/T11836-2009的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的外觀和內(nèi)外壓檢驗(yàn),針對(duì)徑向擠壓管產(chǎn)量高內(nèi)壓抽檢工作量大的特點(diǎn)專門為其制作了配套的內(nèi)壓試驗(yàn)機(jī),它試驗(yàn)范圍涵蓋公司全部口徑300-1650毫米的承插口排水管,各種規(guī)格的管有相應(yīng)的試驗(yàn)壓力限制保護(hù),工作效率高操作方便。
立式徑向擠壓制管機(jī)有很高的生產(chǎn)效率毋庸置疑,在實(shí)際生產(chǎn)過程中它的產(chǎn)能發(fā)揮往往受到配套設(shè)備設(shè)施的制約,選擇正確的工藝布局和相關(guān)配套設(shè)備設(shè)施對(duì)提高設(shè)備產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本、改善工作環(huán)境至關(guān)重要。
編輯:徐潔
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