KR101259617B1 - 선체 블록 제작 방법 및 선체 블록 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체 블록 제작 방법에 관한 것으로, 포스트 플레이트 및 플랜지를 포함하는 종보강재를 갖는 주판을 제작하는 단계와, 횡보강재 설치 간격에 따라 플랜지를 밀링하여 안착홈을 형성하는 단계와, 안착홈을 통해 포스트 플레이트에 결합될 수 있는 결합홈을 갖는 횡보강재를 제작하는 단계와, 안착홈 및 결합홈을 통해 포스트 플레이트에 횡보강재를 안착시킨 후에 용접하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

선체 블록 제작 방법 및 선체 블록 구조{HULL BLOCK MANUFACTURING METHOD AND HULL BLOCK STRUCTURE}
본 발명의 실시예는 선체 블록을 제작하는 방법 및 선체 블록 구조에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 유조선, 컨테이너선, 액화천연가스(LNG) 운반선 등과 같은 선박의 선체는 강판에 격벽이 결합된 형태의 블록을 제작하고, 제작된 블록들을 다수 개 조립하여 제조할 수 있다.
이러한 선체 블록은 선박의 길이 방향의 보강을 위한 종방향 구조물(예를 들면, 론지 부재 등)인 종보강재와, 종보강재와 수직으로 선박의 폭 방향의 보강을 위한 횡방향 구조물(예를 들면, 프레임 부재, 섹션 부재 등)인 횡보강재를 이용하여 제작될 수 있다. 예를 들면, 주판에 종보강재를 용접하여 부착시킨 후에, 종보강재가 부착된 주판에 횡보강재를 결합시켜 조립할 수 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 선체 블록은 종보강재(111)가 결합된 주판(110)과, 횡보강재 플랜지(123, flange)를 구비한 횡보강재(120)가 결합되어 제작될 수 있다. 여기에서, 횡보강재(120)에는 종보강재(111)와 슬롯(Slot) 방식으로 결합될 수 있도록 종보강재(111)의 형태에 대응하는 슬롯(121)이 구비될 수 있다.
이러한 슬롯(121)은 종보강재(111)와의 용이한 결합을 위해 종보강재(111)의 단면 형태보다 상대적으로 더 큰 형태를 가진다. 다음으로, 횡보강재(120)를 상부에서 하부로 이동시켜 횡보강재(120)와 종보강재(111)를 조립한 후 슬롯(121)과 종보강재(111) 사이의 빈 공간에는 보강 플레이트(122)가 용접 결합된다. 이 후, 종보강재(111), 주판(110), 슬롯(121), 횡보강재(120) 등이 각각 접촉되는 끝단면들을 용접함으로써, 선체 블록이 제작될 수 있다.
한편, 도 2는 종래의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 선체 블록은 종보강재(211)가 결합된 주판(210)과, 횡보강재 플랜지(222)를 구비한 횡보강재(220)가 결합되어 제작될 수 있다. 여기에서, 횡보강재(220)에는 종보강재(211)와 슬릿(Slit) 방식으로 결합될 수 있도록 종보강재(211)의 형태에 대응하는 슬릿(221)이 구비될 수 있다.
이러한 슬릿(221)은 종보강재(111)의 단면 형태에 대응하는 형태를 가지며, 횡보강재(220)를 횡보강재 플랜지(222)에 슬릿(221)이 결합될 수 있도록 수평으로 이동시켜 조립한 후, 종보강재(211), 주판(210), 슬릿(221), 횡보강재(220) 등이 각각 접촉되는 끝단면들을 용접함으로써, 선체 블록을 제작할 수 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 슬롯 방식으로 결합시켜 선체 블록을 제작할 경우 종보강재(111)를 포함하는 주판(110)에 횡보강재(120)를 쉽게 결합시킬 수는 있지만, 결합 후에 보강 플레이트(122)를 덧대어 용접해야만 하는 불편함이 있다.
이를 해결하기 위해 상술한 바와 같이 슬릿 방식으로 결합시켜 선체 블록을 제작할 수 있는데, 이러한 슬릿 방식의 경우 횡보강재(220)가 종보강재(211)의 단면 형태의 슬릿(221)을 갖도록 제작된다. 하지만, 이경우 횡보강재(220)의 설치 위치까지 횡보강재(220)를 슬릿(221)을 통해 이동시켜야 하기 때문에, 횡보강재(220)가 슬릿(221)과 결합되는 종보강재(211)를 따라 이동하면서 주판(210)의 표면을 긁어서 주판(210) 표면에 부식 방지를 위한 산화피막이 벗겨지는 문제점이 있다.
또한, 종보강재(211)가 직선형이지 않고 굴곡이 심할 경우나 슬릿(221)의 형태가 정확하게 제작되지 않아 결합하기 어려운 경우 추가 절단 작업이 필요한 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들에서는 주판에 구비되는 종보강재의 플랜지를 횡보강재 설치 간격에 따라 밀링하여 그 안착홈에 횡보강재를 결합시킴으로써, 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있는 선체 블록 제작 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들에서는 종보강재의 플랜지를 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이로 복수개 제작하여 주판에 구비되는 포스트 플레이트에 횡보강재가 안착되는 안착홈을 갖도록 용접 결합시킴으로써, 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있는 선체 블록 제작 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 포스트 플레이트 및 제 1 플랜지를 포함하는 종보강재가 결합된 주판을 제작하는 단계와, 횡보강재 설치 간격에 따라 상기 제 1 플랜지를 밀링하여 안착홈을 형성하는 단계와, 상기 안착홈을 경유하여 상기 포스트 플레이트에 결합될 수 있는 결합홈을 갖는 횡보강재를 제작하는 단계와, 상기 안착홈 및 결합홈을 통해 상기 포스트 플레이트에 상기 횡보강재를 안착시킨 후에 용접하는 단계를 포함하는 선체 블록 제작 방법 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 종보강재의 제 1 플랜지를 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이로 복수개 제작하는 단계와, 상기 횡보강재 설치 간격에 따라 횡보강재를 안착시키기 위한 안착홈이 단속적인 형태의 제 1 플랜지 사이에 형성되도록, 복수개의 상기 제 1 플랜지, 포스트 플레이트 및 주판을 용접으로 결합하는 단계와, 상기 안착홈을 경유하여 상기 포스트 플레이트에 결합될 수 있는 결합홈을 갖는 횡보강재를 제작하는 단계와, 상기 안착홈 및 결합홈을 통해 상기 포스트 플레이트에 상기 횡보강재를 안착시킨 후에 용접하는 단계를 포함하는 선체 블록 제작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 주판과, 하단면이 상기 주판과 결합되는 포스트 플레이트와, 상기 포스트 플레이트 상단면에 수직으로 결합되는 제 1 플랜지를 포함하되, 상기 제 1 플랜지에는 횡보강재의 설치 간격에 따라 안착홈이 형성되는 종보강재와, 상기 안착홈을 경유하여 상기 포스트 플레이트에 결합되는 결합홈이 형성되는 메인 플레이트와, 상기 메인 플레이트의 상단면에 수직으로 결합되는 제 2 플랜지를 포함하는 횡보강재를 갖는 선체 블록 구조를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 횡보강재 설치 간격에 따라 종보강재의 플랜지를 밀링하여 포스트 플레이트가 노출되는 안착홈을 마련하고, 횡보강재에 구비된 결합홈을 통해 종보강재에 횡보강재를 안착 및 용접함으로써, 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이의 종보강재의 플랜지를 다수개 제작하여 포스트 플레이트에 횡보강재가 안착되는 안착홈을 갖도록 용접 결합시킨 후에, 횡보강재에 구비된 결합홈을 통해 종보강재에 횡보강재를 안착 및 용접함으로써, 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면,
도 2는 종래의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 것을 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 주판에 구비된 종보강재의 플랜지가 밀링된 상태를 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 결합홈을 갖는 횡보강재를 종보강재에 결합하는 것을 예시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 맞대기 용접하는 것을 예시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 필릿 용접하는 것을 예시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 종보강재를 갖는 주판에 횡보강재가 결합된 형태를 예시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이를 갖는 종보강재의 플랜지가 주판에 결합되는 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 주판에 구비된 종보강재의 플랜지가 밀링된 상태를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 결합홈을 갖는 횡보강재를 종보강재에 결합하는 것을 예시한 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 맞대기 용접하는 것을 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 필릿 용접하는 것을 예시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 종보강재를 갖는 주판에 횡보강재가 결합된 형태를 예시한 도면이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 먼저, 포스트 플레이트(421) 및 제 1 플랜지(422)를 포함하여 종보강재(420)를 갖는 주판(410)을 제작할 수 있다(S310).
이러한 종보강재(420)는 주판(410)에 세로로 세워지는 형태로 구비되며 하단부가 주판(410)에 연결된 포스트 플레이트(421)와, 포스트 플레이트(421)에 직교하며 주판(410)에 평행하게 배열되고 포스트 플레이트(421)의 상단면이 하부면에 연결된 제 1 플랜지(422)를 포함할 수 있다.
주판을 제작하는 단계의 예시적인 방법에 있어서, 종보강재(420)를 갖는 주판(410)은, 포스트 플레이트(421) 및 제 1 플랜지(422)를 용접하고, 이러한 종보강재(420)를 설계 상의 종보강재 설치 간격(W)에 따라 용접하는 방식으로 제작될 수 있다.
주판을 제작하는 단계의 다른 예시적인 방법에 있어서, 종보강재(420)를 갖는 주판(410)은 압출성형 방식으로 제작될 수 있다.
그리고, 용접 방식 또는 압출성형 방식으로 제작된 종보강재(420)를 갖는 주판(410)에 있어서, 종보강재(420)의 상부 플레이트인 제 1 플랜지(422)가 횡보강재 설치 간격(L)에 따라 밀링(milling)될 수 있다(S320).
예를 들면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 주판에 구비된 종보강재의 플랜지가 밀링된 상태를 예시한 도면으로, 포스트 플레이트(421) 및 제 1 플랜지(422)를 구비한 종보강재(420)는 종보강재 설치 간격(W)에 따라 주판(410)에 결합될 수 있고, 종보강재(420)의 제 1 플랜지(422)는 횡보강재 설치 간격(L)에 따라 횡보강재(430)가 결합될 수 있는 안착홈(423)을 갖도록 밀링될 수 있다.
이러한 안착홈(423)은 아래의 도 5에 도시한 바와 같은 횡보강재(430)에 구비된 메인 플레이트(431)의 두께에 대응하는 너비를 가질 수 있다.
이와 같은 제 1 플랜지(420)를 밀링할 때 밀링 속도를 증가시키기 위해 밀링기 헤드에 절단 플라즈마 토치를 선행시킬 수 있다. 또한, 주판(410)의 제작에 사용된 마찰 교반 용접기의 툴(tool)을 밀링용으로 교체함으로써, 이동없이 동일한 작업 공간에서 수행할 수 있다.
이 때, 제 1 플랜지(422)의 상부 밀링 시 하나의 열을 밀링한 후 다음 열로 이동할 경우 밀링이 완료된 열의 수직 필릿 용접 영역을 파워 브러싱(power brushing) 및 아세톤 세척을 수행하여 알루미늄 산화피막을 제거할 수 있다.
다음에, 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 대응하는 결합홈(433)을 갖는 횡보강재(430)를 제작한 후에(S330), 결합홈(433)을 안착홈(423)에 노출된 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 끼워 횡보강재(430)를 안착시킬 수 있다(S340).
예를 들면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 결합홈을 갖는 횡보강재를 종보강재에 결합하는 것을 예시한 도면으로, 횡보강재(430)는 메인 플레이트(431)와 메인 플레이트(431)에 직교하도록 결합된 제 2 플랜지(432, flange)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 횡보강재(430)는 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)가 노출된 안착홈(423)에 끼워져 안착될 수 있도록 포스트 플레이트(421)의 높이만큼의 길이 및 두께를 갖는 결합홈(433)을 구비할 수 있다. 이러한 결합홈(433)은 종보강재 설치 간격(W)에 대응하는 간격에 따라 횡보강재(430)의 메인 플레이트(431)의 하부에 마련될 수 있다.
이에 따라, 주판(410)의 종보강재(420)와 횡보강재(430)는, 종보강재(420)의 안착홈(423)을 통해 노출된 포스트 플레이트(421)에 횡보강재(430)의 결합홈(433)이 끼워지는 형태로 안착 결합될 수 있다.
그리고, 안착홈(423)을 통해 포스트 플레이트(421)에 안착된 횡보강재(430)와 종보강재(420)의 결합면을 용접할 수 있다(S350).
예를 들면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 맞대기 용접하는 것을 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 종보강재와 횡보강재를 필릿 용접하는 것을 예시한 도면이다.
여기에서, 도 6에 도시한 바와 같이 맞대기 용접(butt welding) 방식으로 종보강재(420)와 횡보강재(430)를 용접할 경우 종보강재(420)의 제 1 플랜지(422)는 그 끝단면이 경사진 형태로 밀링될 수 있고, 이에 따라 맞대기 용접을 수행하면 A 형태와 같이 용접될 수 있다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이 필릿 용접(filiet welding) 방식으로 종보강재(420)와 횡보강재(430)를 용접할 경우 종보강재(420)의 제 1 플랜지(422)는 그 끝단면이 직선 형태로 밀링될 수 있고, 이에 따라 필릿 용접을 수행하면 B 형태와 같이 용접될 수 있다.
이어서, 결합홈(433)을 갖는 횡보강재(430)를 각각의 안착홈(423)에 노출된 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 끼워 안착시킨 후에 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 방식으로 용접하는 과정을 반복 수행하여 도 8에 도시한 바와 같이 주판(410)에 복수의 종보강재(420)와 복수의 횡보강재(430)가 구비된 선체 블록을 제작할 수 있다(S360).
따라서, 횡보강재 설치 간격에 따라 종보강재의 제 1 플랜지를 밀링하여 포스트 플레이트가 노출되는 안착홈을 마련하고, 횡보강재에 구비된 결합홈을 통해 종보강재에 횡보강재를 안착 및 용접함으로써, 선체 블록을 용이하게 제작할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 선체 블록을 제작하는 과정을 나타내는 플로우차트이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이를 갖는 종보강재의 플랜지가 주판에 결합되는 것을 예시한 도면이다.
도 9와 도 10을 참조하면, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이(L')로 종보강재(420)용 다수의 상부 플레이트인 제 1 플랜지(422)를 단속적인 형태로 복수개 제작할 수 있다(S910).
이후, 종보강재를 갖는 주판을 제작하는 단계(S920, S930)가 진행될 수 있다.
종보강재를 갖는 주판을 제작하는 단계(S920, S930)에서는 횡보강재 설치 간격에 따라 횡보강재를 안착시키기 위한 안착홈이 단속적인 형태의 제 1 플랜지 사이에 형성되도록, 복수개의 제 1 플랜지(422), 포스트 플레이트(421) 및 주판(410)이 용접에 의해 결합될 수 있다.
여기서, 주판(410)을 제작하는 단계(S920, S930)의 용접하는 방법에 대하여 예를 들어 설명하고자 한다.
첫 번째 용접 방법에 따르면, 복수개의 제 1 플랜지(422)를 포스트 플레이트(421) 상부에 직교하도록 용접한 후, 포스트 플레이트(421) 하부를 종보강재 설치 간격(W)에 따라 마찰교반용접 방식으로 주판(410)에 용접하여 종보강재(420)를 갖는 주판(410)이 제작될 수 있다.
두 번째 용접 방법에 따르면, 포스트 플레이트(421) 하부를 종보강재 설치 간격(W)에 따라 마찰교반용접 방식으로 주판(410)에 용접하고, 복수개의 제 1 플랜지(422)를 포스트 플레이트(421) 상부에 직교하도록 용접하여 종보강재(420)를 갖는 주판(410)이 제작될 수 있다.
이와 같은 용접 방법은 제작 조건 또는 환경에 따라 선택하여 사용될 수 있다.
즉, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이를 갖는 종보강재의 플랜지가 주판에 결합되는 것을 예시한 도면으로, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이(L')를 갖도록 종보강재(420)의 제 1 플랜지(422)가 제작될 수 있고, 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)를 구비하는 주판(410)이 제작될 수 있다.
이러한 주판(410)의 상부에 구비되는 포스트 플레이트(421)의 상단면에 제 1 플랜지(422)의 하부 측면을 도 4에 도시한 바와 같은 안착홈(423)을 갖도록 용접 방식으로 결합시킬 수 있다.
이하 과정은 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 블록 제작 과정과 동일하므로 단계별로 간략히 설명하기로 한다.
다음에, 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 대응하는 결합홈(433)을 갖는 횡보강재(430)를 제작한 후에(S940), 결합홈(433)을 안착홈(423)에 노출된 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 끼워 횡보강재(430)를 안착시킬 수 있다(S950).
그리고, 안착홈(423)을 통해 포스트 플레이트(421)에 안착된 횡보강재(430)와 종보강재(420)의 결합면을 용접할 수 있다(S960).
이어서, 결합홈(433)을 갖는 횡보강재(430)를 각각의 안착홈(423)에 노출된 종보강재(420)의 포스트 플레이트(421)에 끼워 안착시킨 후에 맞대기 용접, 필릿 용접 등의 방식으로 용접하는 과정을 반복 수행하여 선체 블록을 제작할 수 있다(S970).
따라서, 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이의 종보강재의 플랜지를 다수개 제작하여 포스트 플레이트에 횡보강재가 안착되는 안착홈을 갖도록 용접 결합시킨 후에, 횡보강재에 구비된 결합홈을 통해 종보강재에 횡보강재를 안착 및 용접함으로써, 선체 블록을 쉽게 제작할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 선체 블록 제작 방법의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
410 : 주판 420 : 종보강재
421 : 포스트 플레이트 422 : 제 1 플랜지
423 : 안착홈 430 : 횡보강재
431 : 메인 플레이트 432 : 제 2 플랜지
433 : 결합홈

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  9. 종보강재의 제 1 플랜지를 횡보강재 설치 간격에 대응하는 길이로 복수개 제작하는 단계와,
    상기 횡보강재 설치 간격에 따라 횡보강재를 안착시키기 위한 안착홈이 단속적인 형태의 제 1 플랜지 사이에 형성되도록, 복수개의 상기 제 1 플랜지, 포스트 플레이트 및 주판을 용접으로 결합하는 단계와,
    상기 안착홈을 경유하여 상기 포스트 플레이트에 결합될 수 있는 결합홈을 갖는 횡보강재를 제작하는 단계와,
    상기 안착홈 및 결합홈을 통해 상기 포스트 플레이트에 상기 횡보강재를 안착시킨 후에 용접하는 단계
    를 포함하는 선체 블록 제작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 상기 포스트 플레이트에 안착된 후 상기 종보강재의 접촉면을 맞대기 용접 방식 또는 필릿 용접 방식으로 용접되는 선체 블록 제작 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 횡보강재는, 메인 플레이트와, 상기 메인 플레이트와 직교하도록 결합된 제 2 플랜지를 포함하며,
    상기 안착홈은, 상기 메인 플레이트의 두께에 대응하는 너비를 갖는 선체 블록 제작 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 종보강재의 제 1 플랜지를 밀링하여 포스트 플레이트가 노출되는 안착홈을 마련하는 선체 블록 제작 방법.
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