JP2014070950A - 配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストでありながら、効率良く、かつ高感度に配管の接続部の漏洩検査を行う。
【解決手段】配管１１，１２どうしの接続部Ｊにおける漏洩の有無を検査する方法であって、配管１１，１２の外径よりも大きな内径を有した筒状のスリーブ２１の内方に、接続された配管１０を挿入して、接続部Ｊの外周側をシール部材２２を介在させてスリーブ２１で覆う工程と、スリーブ２１の内周面、シール部材２２，２２、配管１０の外周面１０ａとの間の空間Ｓを加圧または減圧して予め定めた圧力とする工程と、空間Ｓの圧力変化を検出し、接続部Ｊからの漏洩の有無を判定する工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置に関する。

配管どうしを接続するには、配管の端部どうしを突き合わせて接着する方法、融着する方法、配管端部に設けたフランジどうしをボルト等で接続する方法等、様々な方式が存在する。

このような配管接続部において、配管内を流れる流体が外部に漏洩するのを防ぐため、配管接続部の検査を行うことがある。
配管接続部の検査には、例えば、実際に流体を流して漏洩の有無を検査すればよいが、例えば、工場で配管どうしを融着して部品を製作した場合等、部品単体の状態では検査が行えない。

そのような場合、接続した配管の両端部をプラグ等で閉塞し、空気を注入して水槽中に入れ、水槽中で接続部からの気泡の発生があるか否かによって漏洩の有無を判断する方法や、水を注入して接続部からの水の漏れがあるか否かによって漏洩の有無を判断する方法がある。
また、気体を注入して配管内を加圧した後に加圧を停止し、その後の一定時間の配管内の圧力変化をモニタリングしている。接続した配管の両端部をプラグ等で閉塞し、気体を注入して配管内を加圧した後に加圧を停止し、その後の一定時間、配管内の圧力変化をモニタリングしている。

他には、例えば、配管接続部にＸ線を照射する方法や、内視鏡で接続部を観察する方法（例えば特許文献１参照。）等もある。

特開２０１２−１６３７０７号公報

しかしながら、気体を配管内に注入して配管を水槽内に浸漬させて気密性の判断をする方法や水を配管内に注入して漏洩の有無を判断する方法は、配管が濡れてしまうため、検査後に管に付着した水を拭き取る必要が生じる等、検査作業が煩雑となるという問題があった。

また、配管内を加圧して、その圧力変化をモニタリングする手法においては、配管内に気体を注入して所定圧力まで加圧するのに時間がかかるという問題があった。
さらに、配管どうしの接続部における漏れが微細なピンホール等に起因する場合、圧力変化量が非常に小さく、これを検知するのが困難であるという問題もある。これは、配管の径や長さが大きいほど、顕著な問題となる。
これに対し、高感度な圧力計を用いることも考えられるが、圧力計が高価なものとなり、検査コストに跳ね返る。

また、Ｘ線や内視鏡を用いる方法では、検査装置が高コスト化し、これも検査コストに跳ね返る。
そこでなされた本発明の目的は、低コストでありながら、効率良く、かつ高感度に配管の接続部の漏洩検査を行うことのできる配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、配管どうしの接続部における漏洩の有無を検査する方法であって、前記配管の外径よりも大きな内径を有した筒状のスリーブの内方に、接続された前記配管を挿入して、前記接続部の外周側を、シール部材を介在させて前記スリーブで覆う工程と、前記スリーブの内周面、前記シール部材、前記配管の外周面との間の空間を加圧または減圧して予め定めた圧力とする工程と、前記空間の圧力変化を検出し、前記接続部からの漏洩の有無を判定する工程とを備えることを特徴とする。
接続部からの漏洩の有無を、スリーブと配管外周面との間の空間の圧力変化によって検出することによって、配管内の圧力変化によって漏洩検査を行う場合に比較し、加圧または減圧すべき空間の容積を大幅に小さくすることができる。

また、本発明は、上記したような配管接続部の漏洩検査方法に用いられる治具であって、前記配管の外径よりも大きな内径を有し一体成形された筒状のスリーブと、前記スリーブの両端部において、前記スリーブの内周面と前記配管の外周面との間に介在されるシール部材と、前記スリーブに形成され、該スリーブの内部空間に連通した連通孔とを備えることを特徴とする。
このような検査用治具は、検査対象の管に挿入するだけで簡便に装着することができ、かつ構成がシンプルであるので低コストで製作することができる。

ここで、前記スリーブは、周方向に複数のスリーブ部材に分割され、複数の前記スリーブ部材どうしが、着脱可能または開閉可能に接続されるものとしてもよい。
スリーブ部材どうしは、外周側に張り出すフランジ部どうしをボルト・ナット等によって接続すれば、スリーブ部材どうしを着脱可能に接続することができる。
また、スリーブ部材の周方向一端側どうしをヒンジを介して連結すれば、互いに隣接するスリーブ部材がヒンジを中心として開閉可能に接続される。
このような構成では、複数のスリーブ部材により配管部材を外周側から挟み込むことで、スリーブを配管部材の外周側に装着でき、作業を容易に行える。

また、本発明の検査用治具は、前記スリーブの両端部の各端面との間に、前記シール部材を挟み込んで配置されたリングプレートと、前記リングプレートと前記端部の前記端面との間隔を接近・離間させる締付部材とを備えたものであってもよい。
締付部材により、リングプレートとスリーブの端部の端面との間隔を接近させることによって、シール部材が押圧され、これによってシール部材が内周側に膨出し、スリーブと配管部材との隙間をシールすることができる。

本発明は、上記したような漏洩検査用治具と、前記連通孔に配管を介して接続されて前記スリーブの内方空間を加圧または減圧する圧力調整手段と、前記配管に接続され、前記スリーブの前記内部空間の圧力を検出する圧力検出手段とを備えていることを特徴とする配管接続部の漏洩検査用装置とすることもできる。

本発明によれば、スリーブと配管外周面との間の空間を小さくすることによって、効率良く、かつ高感度に配管の接続部の漏洩検査を行うことが可能となる。
また、検査用治具は非常に簡易な構成であるために、装置の低コスト化を図ることができる。

第１実施形態に係る配管部材の接続部の漏洩を検査するための構成を示す断面図である。 検査治具をセットする流れを示す断面図である。 第２実施形態に係る検査治具の構成を示す斜視展開図である。 第３実施形態に係る検査治具に配管部材を挿入する状態を示す断面図である。 検査治具のシール部材を配管部材に密着させた状態を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１に示すように、検査対象となる配管部材１０は、二つの配管１１，１２を、その端部１１ａ，１２ａどうしを突き合わせ、接着剤１３により接着することで接続したものである。

このような配管部材１０において配管１１，１２の接続部Ｊの気密検査を行うには、以下に示すような検査治具（漏洩検査用治具）２０Ａを用いる。
検査治具２０Ａは、一体成形された円筒状のスリーブ２１と、スリーブ２１の両端部に装着されるシール部材２２，２２と、を備えている。

スリーブ２１は、例えば、樹脂、金属等から形成されている。スリーブ２１は、その内径が、配管部材１０の接続部Ｊの前後における配管１１，１２の外径寸法の最大値よりも、一定寸法大きく設定されている。
スリーブ２１には、その内周面２１ａと外周面２１ｂとを貫通する連通孔２３が形成されている。この連通孔２３には、配管が接続可能なカプラ２４が取り付けられ、このカプラ２４には、負圧を発生するポンプ等の負圧発生源（圧力調整手段）３５に接続される配管３０が接続可能とされている。

シール部材２２は、弾力性とシール性とを備えたゴム系材料、シリコン系材料等から形成されている。このシール部材２２は、軸線方向から視て円環形状で、スリーブ２１の内方に配管部材１０を挿通させた状態で、スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの間に挿入される挿入部２５と、スリーブ２１の端部２１ｃ，２１ｄの外方に露出する基部２６とが一体に形成されている。

挿入部２５は、スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの間への挿入が容易に行えるよう、その先端部２５ａ側から基部２６側の基端部２５ｂに向けてその厚さが漸次増大するテーパ形状をなし、先端部２５ａ側は、厚さｔが、スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの隙間寸法Ｈよりも小さく、基部２６側に向けて隙間寸法Ｈより厚くなるように設定するのが好ましい。

基部２６は、円環状で、その内径が配管部材１０の外径とほぼ同寸に設定されている。基部２６は、その外径が、少なくともスリーブ２１の内径よりも大きく設定され、その外周面２６ａには、挿入部２５の基端部２５ｂに対して外周側に張り出す段部２８が形成されている。さらに、基部２６には、挿入部２５とは反対側の端部に、円環状のリング部２９が設けられている。このリング部２９は、その径方向の厚さが、基部２６の他の部分よりも大きくなるよう設定されている。

このような検査治具２０Ａを用いて配管部材１０の接続部Ｊの検査を行うには、以下のようにする。
まず、図２（ａ）に示すように、スリーブ２１の一端側から、その内方に、配管部材１０を挿入し、このスリーブ２１が、接続部Ｊを覆う位置となるようにする。

次いで、図２（ｂ）に示すように、スリーブ２１の両端側にそれぞれシール部材２２を装着する。これには、シール部材２２の挿入部２５を、先端部２５ａ側からスリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの隙間に挿入していく。このとき、基部２６のリング部２９は、その厚さが基部２６の他の部分よりも大きいため、作業者がスリーブ２１を強く押し込んでも、その押圧力によってリング部２９が大きく撓まず、シール部材２２の先端部２５ａを円滑に挿入できるようになっている。

スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの隙間に挿入された挿入部２５は、スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの間で、その径方向に押圧された状態で介在することとなる。
また、基部２６に形成された段部２８により、シール部材２２がスリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの隙間に必要以上に押し込まれるのを防ぐことができる。

これにより、スリーブ２１が、配管部材１０の外周面１０ａに対して、周方向にほぼ均一な隙間を有して保持され、さらに、スリーブ２１の両端部において、シール部材２２により、スリーブ２１の内周面２１ａと配管部材１０の外周面１０ａとの隙間が閉塞される。

この後、図１に示したように、スリーブ２１に設けられたカプラ２４に、ポンプ等の負圧発生源３５に他端が接続された配管３０の一端を接続して漏洩検査用装置Ｘとする。この配管３０には、負圧発生源３５との間に開閉バルブ３１が設けられ、さらに、開閉バルブ３１よりもカプラ２４側には圧力計（圧力検出手段）３２が接続されている。

このようにして検査治具２０Ａを配管部材１０にセットした後、負圧発生源３５により負圧を発生させ、配管部材１０の外周面１０ａと、スリーブ２１の内周面２１ａと、両端のシール部材２２，２２とに囲まれた空間Ｓの雰囲気を吸引する。これにより、この空間Ｓの圧力が減圧される。

そして、圧力計３２で空間Ｓ内の圧力をモニタリングしておき、その圧力値が、予め定めた負圧値となったら、開閉バルブ３１を閉じる。

開閉バルブ３１を閉じてから所定時間経過後（例えば３０秒後）に、圧力計３２により空間Ｓの圧力Ｐ１を計測する。

そして、さらに一定のモニタリング時間（例えば６０秒）が経過した後、圧力計３２により空間Ｓの圧力Ｐ２を計測する。

モニタリング時間の経過前後における空間Ｓの圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を計算し、その圧力差が、予め定めた基準値以上であるか否かを判定する。配管部材１０の接続部Ｊにおいて漏洩が生じている場合には、空間Ｓの圧力は、徐々に大気圧に近づき、圧力差が大きくなる。そこで、圧力差が予め定めた基準値以上である場合には、配管部材１０の接続部Ｊにおける漏洩が生じていると判定できる。

このような構成によれば、検査治具２０Ａを配管部材１０の接続部Ｊを覆うように簡単に装着し、検査治具２０Ａと配管部材１０との間の空間Ｓを負圧とし、その圧力変化を検出することで、接続部Ｊにおける漏洩の有無を検査できる。
しかも、検査治具２０Ａは、スリーブ２１とその両端のシール部材２２とからなるので、非常に簡素であり、低コストで検査を行える。
また、検査治具２０Ａと配管部材１０との間の空間Ｓは、その体積が配管部材１０の内容積に比較して大幅に小さい。したがって、接続部Ｊにおける漏れ量がわずかであっても、圧力変化が大きく表れ、配管部材１０内の圧力変化をモニタリングしていた従来手法に比較して、検査感度を大幅に高めることができる。したがって、圧力計３２に高感度なものを用いる必要もなく、低コストで高感度な検査を行うことができる。
加えて、検査治具２０Ａにより、接続部Ｊの両側において、配管部材１０の外周面１０ａに対し、環状のシール部材２２，２２を密着させることで、検査治具２０Ａと配管部材１０との間の空間Ｓのシール性を確実に確保することができ、安定して信頼度の高い検査を行うことができる。

［第２実施形態］
次に、本発明にかかる配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置の他の実施形態について説明する。
なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態において、検査治具（漏洩検査用治具）２０Ｂは、円筒状のスリーブ４１と、スリーブ４１の両端部に装着されるシール部材４２，４２と、を備えている。

スリーブ４１は、例えば、樹脂、金属等から形成され、断面半円形のスリーブ部材４３，４３どうしを互いに組み合わせることで、全体として円筒状をなす。このため、各スリーブ部材４３の周方向両端部には、外周側に張り出すフランジ部４４，４４が形成されている。二つのスリーブ部材４３，４３は、フランジ部４４，４４どうしを互いに突き合わせ、これらフランジ部４４，４４を貫通する貫通孔４４ａにおいてボルト・ナット等により着脱可能に連結とされる。また、互いに突き合わせたフランジ部４４，４４どうしを着脱可能な状態で連結するには、ボルト・ナット以外にも、フランジ部４４，４４をクランプするクランプ金具等、適宜他の手法を用いることができる。
ここで、互いに突き合わせるフランジ部４４，４４間には、帯状のシール部材４５を挟み込み、フランジ部４４，４４間におけるシール性を確保する。

このようにしてスリーブ部材４３，４３どうしを互いに突き合わせて連結した状態で、円筒状をなす部分４３ａは、上記第１実施形態のスリーブ２１と同様、その内径が、接続部Ｊの前後における配管１１，１２の外径寸法の最大値よりも、一定寸法大きく設定されている。
また、スリーブ部材４３は、内周面の両端部に、シール部材４２が嵌め込まれる溝４６が形成されている。

シール部材４２は、弾力性とシール性とを備えたゴム系材料、シリコン系材料等から形成され、略半円形をなしている。このシール部材４２は、スリーブ部材４３の端部に形成された溝４６に嵌め込まれている。
このシール部材４２は、スリーブ部材４３，４３どうしを互いに突き合わせて連結すると、双方のスリーブ部材４３，４３の溝４６，４６に装着された半円形のシール部材４２，４２どうしが突き合わされ、円環状をなすようになっている。
各シール部材４２は、その内周面４２ａ側の曲率半径が、配管部材１０の外周面１０ａの外径（半径）よりも小さくなるよう形成されている。これにより、スリーブ部材４３，４３どうしを互いに突き合わせてシール部材４２，４２どうしが円環状をなしたときに、その内周面４２ａ，４２ａが、図１に示した第１実施形態のシール部材２２と同様に、配管部材１０の外周面１０ａに確実に密着し、シール性を発揮できる。
なお、このシール部材４２は、上記したフランジ部４４，４４間の帯状のシール部材４５と一体化することも可能である。

このような構成の検査治具２０Ｂは、両端部にシール部材４２，４２を備えたスリーブ部材４３，４３により、検査対象の配管部材１０を両側から挟み込み、両端部のフランジ部４４，４４どうしをボルト・ナット等で結合することにより、スリーブ４１と両端部のシール部材４２，４２、および配管部材１０との間に空間Ｓを形成することができる。
これにより、上記第１実施形態と同様にして接続部Ｊの気密性の検査を行うことができ、同様の作用効果を奏することができる。

また、例えば、接続部Ｊの両側の配管１１，１２の双方がストレート管ではなくエルボ等である場合、上記第１実施形態では、円筒状のスリーブ２１に配管１１または１２を挿通させて、接続部Ｊを覆う位置にスリーブ２１を配置することができない。これに対し、本実施形態の構成によれば、このような場合にも支障が生じることなく、作業を行うことが可能となる。

［第３実施形態］
図４に示すように、本実施形態において、検査治具（漏洩検査用治具）２０Ｃは、円筒状のスリーブ５１と、スリーブ５１の両端部に装着されるシール部材５２，５２と、を備えている。

スリーブ５１は、例えば、樹脂、金属等から形成され、全体として円筒状をなしている。スリーブ５１は、上記第１実施形態のスリーブ２１と同様、その内径が、配管部材１０の接続部Ｊの前後における配管１１，１２の外径寸法の最大値よりも、一定寸法大きく設定されている。また、スリーブ５１の両端部には、外周側に張り出す張り出し部５１ｂが形成され、張り出し部５１ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔５４が形成されている。

シール部材５２は、弾力性とシール性とを備えたゴム系材料、シリコン系材料等から形成され、円環状をなしている。このシール部材５２は、スリーブ５１の両端部の端面５１ａ，５１ａとほぼ同径とされ、各端面５１ａに沿うよう配置されている。

シール部材５２に対して、端面５１ａとは反対側に、円環状のリングプレート５３が設けられている。
リングプレート５３は、平板状で、配管部材１０の外径よりも大きな孔５３ａが中央部に形成され、その外周部５３ｂに、周方向複数個所に貫通孔５５が形成された金属製の部材である。
リングプレート５３は、シール部材５２を挟んで端面５１ａと対向するよう配置され、張り出し部５１ｂ及び外周部５３ｂに形成された貫通孔５４，５５において、ボルト５６及びナット５７により締結される。

この検査治具２０Ｃにおいては、図５に示すように、ボルト（締付部材）５６，ナット（締付部材）５７を締め込んでいき、リングプレート５３とスリーブ５１の端面５１ａとを接近させることによって、前記シール部材５２が押圧される。これによって、シール部材５２が径方向に膨張し、配管部材１０の外周面１０ａに密着するようになっている。シール部材５２の内周面５２ａが内周側に膨出したときに配管部材１０の外周面１０ａに密着するよう、シール部材５２の断面積、材質が設定されている。

図４に示すように、このような検査治具２０Ｃを配管部材１０に装着するには、ボルト５６，ナット５７を緩めてシール部材５２を押圧しない状態としておき、その内部に配管部材１０を挿通させる。

その後、図５に示すように、検査治具２０Ｃの両端部において、それぞれ、ボルト５６，ナット５７を締め込んでシール部材５２を押圧することによって、このシール部材５２を径方向に膨張させ、内周面５２ａを配管部材１０の外周面１０ａに密着させる。
すると、スリーブ５１と、両端部のシール部材５２，５２と、配管部材１０の外周面１０ａとによって囲まれた空間Ｓを形成することができる。
これにより、上記第１実施形態と同様にして気密性の検査を行うことができ、同様の作用効果を奏することができる。

加えて、検査治具２０Ｃを配管部材１０に装着するには、スリーブ５１内に配管部材１０を挿入するのみで、その時にはシール部材５２は径方向に膨張していないため、配管部材１０に干渉することもなく、作業を容易に行うことができる。
また、検査終了後も、ボルト５６，ナット５７を緩めれば、シール部材５２の押圧が開放されるため、スリーブ５１から配管部材１０を容易に引き抜くことができる。

なお、上記第３実施形態において、リングプレート５３をスリーブ５１の端面５１ａに対して接近離間させるために、ボルト５６，ナット５７を用いるようにしたが、これ以外にも、カムレバー等を用いることもできる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の配管接続部の漏洩検査方法、漏洩検査用治具、漏洩検査用装置は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、配管１１，１２は、双方を突き合わせて接着する構成に限らず、融着、フランジ接続等であってもよい。例えばフランジが形成されている場合には、スリーブ５１の内径を、フランジの外径よりも大きく形成すればよい。
また、配管部材１０の接続部Ｊの前後における配管１１，１２は、同径のものでなくともよく、例えば、一方の配管１１の端部に他方の配管１２の端部が挿入される接合方式においても、本発明は同様に適用することが可能である。

さらに、上記各実施形態では、検査治具２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによって配管部材１０との間に形成される空間Ｓを負圧として圧力変化をモニタリングするようにしたが、空間Ｓを加圧して圧力変化をモニタリングしてもよい。
また、圧力変化をモニタリングする時間間隔等は、適宜に設定すればよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０ 配管部材
１０ａ 外周面
１１，１２ 配管
１１ａ，１２ａ 端部
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 検査治具（漏洩検査用治具）
２１ スリーブ
２１ａ 内周面
２１ｃ，２１ｄ 端部
２２ シール部材
２３ 連通孔
２５ 挿入部
３２ 圧力計（圧力検出手段）
３５ 負圧発生源（圧力調整手段）
４１ スリーブ
４２ シール部材
４２ａ 内周面
４３ スリーブ部材
４５ シール部材
５１ スリーブ
５１ａ 端面
５２ シール部材
５２ａ 内周面
５３ リングプレート
５６ ボルト（締付部材）
５７ ナット（締付部材）
Ｊ 接続部
Ｓ 空間
Ｘ 漏洩検査用装置

Claims (5)

1. 配管どうしの接続部における漏洩の有無を検査する方法であって、
   前記配管の外径よりも大きな内径を有した筒状のスリーブの内方に、接続された前記配管を挿入して、前記接続部の外周側を、シール部材を介在させて前記スリーブで覆う工程と、
   前記スリーブの内周面、前記シール部材、前記配管の外周面との間の空間を加圧または減圧して予め定めた圧力とする工程と、
   前記空間の圧力変化を検出し、前記接続部からの漏洩の有無を判定する工程とを備えることを特徴とする配管接続部の漏洩検査方法。
2. 請求項１に記載の配管接続部の漏洩検査方法に用いられる治具であって、
   前記配管の外径よりも大きな内径を有し一体成形された筒状のスリーブと、
   前記スリーブの両端部において、前記スリーブの内周面と前記配管の外周面との間に介在されるシール部材と、
   前記スリーブに形成され、該スリーブの内部空間に連通した連通孔とを備えることを特徴とする配管接続部の漏洩検査用治具。
3. 前記スリーブは、周方向に複数のスリーブ部材に分割され、複数の前記スリーブ部材どうしが、着脱可能または開閉可能に接続されることを特徴とする請求項２に記載の配管接続部の漏洩検査用治具。
4. 前記スリーブの両端部の各端面との間に、前記シール部材を挟み込んで配置されたリングプレートと、
   前記リングプレートと前記端部の前記端面との間隔を接近・離間させる締付部材とを備えている請求項２または３に記載の配管接続部の漏洩検査用治具。
5. 請求項２から４のいずれか一項に記載の漏洩検査用治具と、
   前記連通孔に配管を介して接続されて前記スリーブの内方空間を加圧または減圧する圧力調整手段と、
   前記配管に接続され、前記スリーブの前記内部空間の圧力を検出する圧力検出手段とを備えていることを特徴とする配管接続部の漏洩検査用装置。

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