KR840001031B1 - 선박의 운송 구조물과 일체로 형성시킨 방수단열 탱크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선박의 운송 구조물과 일체로 형성시킨 방수단열 탱크

제1도는 용접 플렌지에 대하여 수직으로 탱크의 제 1차 및 제 2차 방수벽의 단면도.

제2도는 탱크의 한 표면을 구성하는 제1차 및 제2차 방수벽의 여러 부분들의 조립을 나타낸 부분 절취도.

제3도는 탱크의 모서리에 있는 제1 및 제2차 방수벽의 여러 부분들의 조립을 나타낸 부분 절취도.

제4도는 모서리의 가장 자리로부터 수직으로 본 탱크의 모서리부분의 단면도.

본 발명은 액화가스, 특히 메탄함량이 많은 액화천연가스의 해상수송에 사용되는 방수 단열탱크의 제작에 관한 것이다.

프랑스특허 1,438, 330, 2, 105, 710과 2,146, 612에는 선박의 운송구조물과 일체를 이룬 방수단열탱크의 제작에 관하여 이미 설명되어 있는데, 두 연속된 방수벽으로 구성되어 있는 제 1차 방수벽은 운송되는 액화가스와 직접 접촉되며, 제2차 방수벽은 선박 운송구조물 벽과 제1차 단열벽 사이에서 설치되어 있는데, 이러한 두 방수벽은 단열방수벽으로 불리는 열절연재의 두 개층으로 인하여 교대로 배치되어 있다. 구체적으로 설명해서 제1차 및 제2차 단열벽은 열절연재에 의하여 가득 채워진 평행육면체 틀로써 되어 있으며, 인바르(INVAR)와 같은 금속판으로 구성되어 있는 제1차 및 제2차 방수벽은 용접플랜지의 양 옆에 절곡된 부분을 따라 용접되어 있다.

프랑스특허 2, 178, 752에서는 탱크 단열벽을 구성하고 있는 틀판(Shell)을 대신하는 연속적인 단열층, 이를테면 발포성수지(plastic foam)같은 것으로 대체시키도록 제안하고 있다. 이러한 교체물은 탱크의 비용은 절감되지만 균열이 일어날 경우 탱크내의 발포성 수지에 스며들은 가스를 없애기에는 많은 어려움이 있어 이것은 매우 불이익한 것이다. 실제로 수송되는 액화가스가 단열 발포수지와 접촉되면 그 수지의 각 틈(Cell)으로 스며들어 결함이 있는 방수벽의 수리에 앞서 가스를 완전히 제거하기에 매우 어렵다. 프랑스 특허출원 77-39668에서는 열절연재료를 채운 나무로 된 틀판 대신, 탱크의 방수벽 범위내에 균열리 생겼을 경우, 탱크내에 운송중인 액화가스의 침투에 대하여 보호하는 적층으로 된 나무판을 탱크의 내부를 향하는 발포수지판 표면위에 형성함으로써 대체하는 것을 주장하고 있다. 이러한 구조 형태는 사고가 발생했을 경우에 다소 쉽게 가스를 제거할 수 있도록 개량된 기술구성이기는 하지만 이것은 제작상 어렵고 까다롭게 되어 있다. 적층된 나무판이 발포수지판의 표면에 형성되어 있는 제1차 단열벽은 합성체판으로 구성된 발포수지 틈(Cell) 속으로 운송도중 가스가 스며드는 것은 완전하게 방지하지는 못한다는 것이 통상 알려져 있다.

본 발명은 선박의 운송구조물벽과 일체로 된 방수와 단열 탱크로 된 물체로 되어 있으며, 제1차 단열벽은 제작하기가 간단하고 제1차 방수벽의 범위에 사고가 발생했을 경우 가스의 제거에 별어려움이 없는데, 이러한 제1차 단열벽의 특징인 열절연은 발포 수지판으로 되어 있거나 열절연재에 의하여 체워진 나무틀로 된 다른 것들의 단열벽보다는 절연이 적지만 그러나 제1차 단열벽으로 인한 열절연의 감소는 제2차 단열벽의 특징인 열절연의 증대로 인하여 상쇄된다. 본 발명에 따르면 제2차 단열벽은 아주 두꺼운 발포 수지판으로 구성되며, 한편으로는 제1차 방수벽에 의하여 보호되고, 다른 한편으로는 제2차 방수벽에 의하여 보호되어 있기 때문에 위험에 처했을 경우에도 문제가 되지 않는다. 또한 탱크의 방수벽에 손상이 있을 경우에도 보통은 제2차 방수벽까지 미치지 못한다.

본 발명에 따르면 제1차 방수벽과 제2차 방수벽 사이에 이를테면 엷은 판으로 된 나무로 만들어진 단단한 판들로 구성되는 제1차 단열벽이 위치하게 되며 이 판들은 제1차 방수벽을 완전하게 지지해주고 제1차 방수벽에 걸리는 부분적인 힘들을 제2차 벽의 넓은 표면에 걸쳐 분산시켜 주는 잇점들이 있다. 따라서 본 발명에 서 다루는 장치에서는 제1차 방수벽의 균열위험이 극소화되고, 제1차 단열벽에서 가스를 빼낼때의 난점들이 제거되었으며, 제2차 단열벽의 두께를 증가시킴으로써 장치의 단열특성이 향상되었고 특별한 어려움없이 제2차 단열벽을 발포수지를 써서 만들 수 넓은 표면에 걸쳐 분산시켜 주는 잇점들이 있다. 따라서 본 발명에서 다루는 장치에서는 제1차 방수벽의 균열위험이 극소화되고, 제1차 단열벽에서 가스를 빼낼때의 난점들이 제거되었으며, 제2차 단열벽의 두께를 증가시킴으로써 장치의 단열특성 향상되었고 특별한 어려움없이 제2차 단열벽을 발포수지를 써서 만들 수 있으며, 탱크의 실제 비용이 극소화되어 경제적 잇점을 얻을 수 있다. 도한 제1차 단열벽을 구성하고 있는 재료는 기포가 없는 고체물질(Solid non Celluar material)이기 때문에 탱크내의 질소가 제1차 방수벽과 제2차 방수벽 사이로 스며나오는 것을 격감시킬 수 있는 잇점이 있다. 역학적인 강도의 측면에서 볼때 앞서 언급한 바와 같은 본 발명에 의한 구조는 선박이 항해하는 동안 흔들리고 떨리는 움직임으로 인하여 탱크내의 액체가 탱크벽에 미치는 충격에도 훌륭한 저항력을 가지고 잇다. 그러나 만일에 제1차 방수벽 부위에서 균열이 발생한다면, 제1차 방수벽의 금속판들은 높은 온도에도 비교적 잘 견디는 나무판에 의지하고 있기 때문에 용접수리가 비교적 용이하다. 반면에 공지의 장치들은 제1차 단열벽이 발포수지 층으로 되어 있어서 열에 대한 저항이 낮기 때문에 용접수리가 어려운 점이 있다.

본 발명에 의한 탱크에는 두개의 연이은 방수벽이 있는데, 제1차 방수벽은 탱크내의 내용물과 접촉되도록 되어 있고, 제2차 방수벽은 제1차 단열벽과 선박의 구조물벽 사이에 위치하고 있으며, 이들 두 방수벽은 두 개의 단열벽과 교대로 배치되어 있다. 제2차 단열벽은 선박의 운반구조에 고정되 발포성물질로 되어 있고, 제1차 단열벽은 제2차 방수벽에 대하여 신축성 있게 연결되어 있는데 제1차 방수벽과 제2차 방수벽은 용접 플랜지의 양면에 절곡된 가장자리에 나란히 용접된 금속판들로 구성되어 있으며, 제1차 단열벽은 견고한 판들로 구성되어 있는데 그 단열벽사이로 용접 플랜지가 지나고 있다. 본 발명은 2차 단열벽을 이루는 발포성 물질에 홈통로를 가지고 있다는 사실에 의하여 특징되어지는 것으로써 그 속에는 삽입조각편들이 고정되어 있으며 각 삽입조각편들은 발포성물질로 된 판에 대해 수직인 하나의 용접테두리를 고정시켜주는 역할을 한다.

상기에서 언급한 것을 상세히 설명하면 삽입조각편은 홈통로의 측면부에 의하여 역학적으로 맞물려 통로내에서 고정되므로써 삽입조각편은 평행하고 견고하게 유지되어 있다. 이러한 삽입조각편은 홈통로의 너비부분인 바닥에 대하여 누르고 있는 L형의 삽입조각편, 즉 L형의 삽입조각편, 즉 L형태를 이루어 횡단면을 구성하고 있고, L형의 다른 한면은 홈통로의 세로측면톱니부 가장자리와 외부측면톱니부에 의하여 결합체를 이루고 있다. 각 용접플랜지는 설상체 첨단부로써 삽입조각편에 고정되어 있는데, 설상체 첨단부의 두개의 부분이 결합되는 용접 플랜지는 용접플랜지 이음매부분이 U형태로 지탱되어 있다.

삽입조각편이 맞물려 있지 않은 톱니홈과 용접플랜지 이음매 사이의 공간에는 쐐기 조각편이 위치하게 되는데, 쐐기 조각편은 측면 가장자리와 역학적으로 맞물려지고 하단은 삽입조각편과 접합되므로써 고정된다. 제1차 단열벽을 구성하는 형태가 육면체인 견고한 판에는 용접 플랜지의 길이를 ㄸ라 경계부위에 여러개의 홈이 형성되어 있는데, 이 홈은 얇은 판(INVAR)을 고착시켜 설치할 수 있도록 되어 있어 홈에 인접되어 있는 용법플랜지로 절곡된 가장자리를 따라 용접되는 얇은 판에 대하여 견고하게 고착시킬 수 있으며, 제1차 방수벽을 설치하기전에 제2차 방수벽위에 형성되어 있는 제1차 단열벽을 견고하게 유지하기 위하여 형성되어 있다. 탱크의 모서리는 똑같은 십자형 버팀대를 여러개 겹쳐서 만들었는데, 각각의 버팀대는 끝과 끝으로 연결되어 있으며, 두 개의 고정용 플랜지와 두개의 지지용 플랜지를 포함하고 있다.

각각의 고정용 플랜지는 지지용 플랜지의 연장선상에 있으며, 같은 모서리에서 모든 십자형 버팀대의 두 플랜지는 탱크를 감싸고 있는 모서리로부터 평행하게 모서리를 따라 교차되고 있다.

선박의 운송구조물 모서리부에 고정된 십자형 버팀대의 두 고정용 플랜지와 지지용 플랜지들은 제2차 방수벽의 금속판들과 연결되어 있다. 탱크 한 모서리의 십자형 버팀대들은 모서리에서 지지용 플랜지에 고정된 십자형 버팀대의 표면과 같은 동일한 횡단면 형태를 가진 앵글로 덮여있다. 이 앵글은 그에 용접되는 제1차 방수벽의 금속판과 똑같은 금속으로 만들어져 있으며, 십자형 버팀대의 각 지지용 플랜지위에서 제 1차 단열벽의 판과 같은 두께를 가진 레일들을 지지해주고 있다. 이 레일은 볼트로 고정되어 있는데. 레일의 고정된 앵글의 모서리 부분에서 제1차 방수벽의 금속과 동일한 재료인 얇은 판에 의하여 용접으로 고정된다. 밀폐판은 탱크 모서리의 두 인접된 레일 하부를 덮고 있는 덮개판들과 용접되어, 모서리의 제1차 방수벽을 완벽하게 형성한다. 1차 및 2차 방수벽의 금속판들 뿐만 아니라, 용접플랜지와 이들플랜지에 용접되는 설상체(tongue), 그리고 연결된 앵글과 금속판들은 얇은 인바르 금속판으로 만들어져 있고, 제1차 단열벽을 구성하고 있는 견고한 판을 비롯하여 제2차 단열벽과 결합되어 있는 삽입조각편과 쐐기 조각편은 엷은 판으로된 나무로 만들어져 있으며, 탱크의 모서리에 있는 십자형 버팀대는 스테인레스강으로 만들어져 있다.

구체적인 이해를 돕기 위해 도면에 따라 본 발명에 의한 장치를 설명하면 다음과 같다.

구조물벽(1)은 액화 천연가스 수송용 방수단열 탱크의 규모를 제한하는 이중외피나 교차된 격벽부분으로 구성되어 있는 선박의 운송설비이다. 두께가 약 20㎝정도의 유리섬유나 실에 의해 서로 세 수직방면에서 보강되어 있는 발포성 폴리우레탄수지 같은 팽창된 발포성 물질로 이루어진 제2차 단열벽(2)는 공지의 방법으로 구조물벽(1)에 고정되어 있다. 제2차 단열벽(2)는 프랑스특허 77-39668에 나와 있는 것과 같은 방법으로 제조할 수 있다.

제2차 단열벽(2)는 표면에 탱크의 안쪽을 향한 면을 따라 평행한 홈통로(3)에 엷은 나무판으로 된 삽입조각편(4)가 끼워져 있는데 삽입조각편(4)는 L형의 횡단면을 가지고 있으며, L형의 삽입조각편 몸통부분(4a)는 하단 전체폭을 차지하고 있는 홈통로의 바닥에 평편하게 놓여있고, L형의 삽입조각편 팔부분(4b)는 삽입조각편 몸통부(4a)에 대하여 직각을 이루고 있는 홈통로(3)의 깊이까지 같은 두께로 되어 있으며, 홈통로(3)의 절반이 서로 같은 너비로 되어 있다. 삽입조각편(4)의 세로모서리는 톱니모양으로 된 측면도의 역학적인 맞물림에 의하여 홈통로(3)의 세로 모서리와 결합되므로써 구조물벽(1)에 대하여 힘이 똑바로 삽입조각편(4)에 전달되었을 때 홈통로(3)에서 삽입조각편(4)를 견고하게 한다. 삽입조각편(4)의 삽입조각편 팔부분(4b) 안쪽 가장자리에는 0.5㎜ 두 개의 얇은 인바르 금속판으로 만들어진 결합플랜지(5) 즉, 조입쇠에 의하여 고정되어 있다. 탱크의 안쪽을 향하는 면에서 결합플랜지(5)의 끝부분은 U형으로 접혀진 부분에서 서로 결합되어 있는데, 도면 1의 평면에 대해 수직으로만 이동운동이 가능하도록 미끄럼 이음매로 구성되어 있다. 이 용접 플랜지(6)은 결합플랜지(5)와 동일한 재료로 만들어져 있고, 구조물벽(1)에 대하여 직각으로 연장되어 있다. 용접플랜지(6)의 하단부가 절곡되고 결합플랜지(6)에 끼치는 견인 영향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 삽입조각편(4)에 의해 검유되지 않은 홈통로(3) 공간내의 세로 측면부에 형성된 톱니형태의 단면에서, 역학적 맞물림으로 결합되어지는 얇은 조각으로된 쐐기 조각편(7)이 위치하게 되낟. 삽입조각편(4)와 쐐기 조각편(7)은 홈통로(3)에 위치하고 있는데, 상세히 서술하면, 홈통로(3) 바닥의 평해한 표면위에 고정된 상태로 설치되어 있다. 이런 형태는 구조물벽(1)과 그 자체가 결합되어 있는 제2차 단일벽(2)에 대하여 용접플랜지(6)를 견고하게 해주고 있다.

이러한 조립품위에는 두께가 0.5㎜의 얇은 인바르 금속재료에 의하여 양옆으로 올려진 금속판으로 형성된 제2차 방수벽(8)이 위치하고 있다. 이러한 제2차 방수벽(8)은 너비가 약 500㎜로 인접한 두 용접플랜지(6) 사이에 위치하고 있으며, 용접플랜지(6)에 각각 용접되어 있어 탱크의 제2차 방수벽을 구성하고 있다.

제2차 방수벽(8)위에는 제1차 단열벽을 구성하고 있는 얇은 판으로 된 제1차 단열벽(9)가 위치하고 있다. 제1차 단열벽(9)는 두께가 25㎜이고, 너비는 약 495㎜로써 제1차 방수벽(8)의 양쪽으로 절곡된 부분사이에 위치하고 있다. 제1차 단열벽(9)는 제 1도의 단면에 대하여 수직으로 측정된 길이가 약 1200㎜로 되어 있는데, 이 길이는 설치할 때 다루기가 적절한 길이가 된다. 연속되는 두께의 제1차 단열벽은 하나의 제2차 방수벽(8)이 절곡된 면을 사이에 두고 접하는 면에 의하여 위치한다 제1차 단열벽(9)는 절곡되어 용접된 선단부위에 깊이가 약 5㎜, 너비 약 10㎜, 길이 100㎜ 정도의 결속홈(10)을 형성하고 있다. 이들 결속홈(10)의 바닥에는 결속구(11)에 의 하여 고정되어 있고 절곡되어 올려진 결속홈 금속판(12)은 응접플랜지(6)에 부착되어 있다. 결속홈금속판(12)의 절곡된 부분은 제2차 방수벽(8)을 대하고 있는 제1차 단열벽의 자리에서 견고하게 고정시키기 위하여 용접플랜지 (6)의 각 옆에 용접되어 있다.

결속홈(10)내에 위치하고 있는 블록(block)(13)두께가 약 4.5㎜ 정도로써 탱크 내부를 향하는 제1차 단열벽(9)와 서로 동일평면을 구성하고 있다. 이러한 표면위에 위치한 제1차 방수벽(14)은 제2차 방수벽(8)과 동일한 금속재료판으로 구성되어 있다. 이 제1차 방수벽(14)는 용접플랜지(6)을 중심으로 절곡된 부분들의 모든 용접은 자동용접 기계에 의하여 제작되는데 이 기계를 쓰면 용접하는 동안 용접플랜지(6)에 견인력이 생겨서 용접이 끝난 후 구조물벽(1)의 방향으로 내부에 설치되어 있는 용접된 부품들에 의해서 수축력이 작용하게 된다.

제1도 및 제2도에서는 상기 탱크의 평면부에 대하여 상세히 설명한 것이며, 제3도는 탱크의 모서리 구조를 보여주고 있는데, 모서리에는 전체적으로 지정된 스테인레스강에 의하여 십자형 버팀대(15)가 위치하고 있는데 이들 십자형 버팀대는 두개가 서로 수직으로 플랜지를 구성하고 있으며, 각 플랜지는 지지용 플랜지(16)과 고정플랜지(17)로 이루어져 있다. 하나의 십자형 버팀대에서는 두개의 플랜지, 즉 지지용플랜지(16)과 고정플랜지(17)의 중앙부위를 직각으로 교차하고, 있으며, 이것은 탱크를 지지하는 구조물벽(1)의 모서리에서 가장자리로 평행하게 배치되어 있다. 고정플랜지(17)은 그 끝부분에 클리트(Cleat)(17a)를 포함하고 있는데, 이 클리트(17a)는 구조물벽(1)의 축대에 고정되어 있다. 구조물벽(1)과 십자형 버팀대(15)의 두 고정플랜지(17)사이에 있는 공간부분은 제2차 단일벽(2)를 구성하는 발포수지에 의하여 채워져 있다.

탱크의 모서리로부터 측면에 있는 구조물벽(1)과, 두 지지용 플랜지(16)사이에 있는 공간에서도 마찬가지로 제2차 단일벽(2)를 구성하는 발포수지에 의하여 채워져 있다. 십자형 버팀대(15)의 길이를 교차점으로부터 테두리부로 평행하게 재었을 때는 약 25㎝이며, 탱크 가장자리의 전체길이를 따라 나란히 설치되어 있다. 십자형 버팀대(15)의 조립품들은 직각으로 된 단면을 가진 금속앵글(18)에 의하여 탱크 내부 안쪽면의 각을 따라 싸여있는데, 앵글(18)은 두께가 0.5㎜의 얇은 인바르 금속판으로 만들어져 있다.

제2차 단열벽(2)는 지지용 플랜지(16)을 따라 파여진 홈(30)이 있는데, 탱크의 내부에 있는 제2차 단일벽(2)의 한정된 면에 있으므로 탱크의 안쪽에 있는 앵글(18)면의 범위내에서 위치하게 된다.

제2차 방수벽(8)은 앵글(18)위에 있는 제2차 방수벽 테두리부(8a)에 의하여 용접되어 있다. 제1차 단열벽(9)는 제2차방수벽(8)의 테두리부분(8a)위에 있는 제1차 단열벽(9)내의 0.5㎜ 정도인 제1차 단열벽홈(9a) 때문에 제2차 방수벽(8)의 두께에도 불구하고 앵글(18)의 플랜지 위를 누르면서 제2차 방수벽(8)을 싸고 있다.

십자형버팀대(15)와 앵글(18)의 자장자리 쪽으로 모여져 뻗어 있는 제1차 단열벽(9)는 앵글의 가장자리와 레일(19)로부터 약 15㎝ 정도에 멈추어 결합되어 있는데, 이 레일(19)는 십자형 버팀대(15)의 지지용 플랜지(16)위에 볼트(20)에 의하여 고정되어 있고 퍼어멀(PERMALI)이라는 상품명으로 알려진 수지로써 포화된 나무로 만들어져 있다. 레일(19)와 앵글(18), 그리고 지지용 플랜지(16)을 관통하는 볼트(20)은 레일(19)로부터 탱크 내부를 향하며, 안으로 뻗어나오지 않게하기 위하여 스크루우 너트(Screwnut)는 이러한 목적으로 볼트 홈(19b)내에 위치하고 잇다.

볼트(20)은 방수를 유지하기 위하여 앵글(18)위에 있는 외면의 이음고리에 의하여 용접되어 있다. 탱크의 내부를 향하는 레일(19)에 의한 규정된 단면은 제2차 단열벽(9)에 의하여 탱크의 내부를 향하는 면의 연장으로 결합되어 있다. 탱크의 모서리에서 가장 가까운 거리에 위치한 레일(19)는 깊이가 약 0.5㎜인 스쿠루우너트홈(19a)를 가지고 있는데, 그것은 나사에 의하여 레일(19)와 얇은 판으로된 덮개 판(21)을 고정시켜 위치하고 있다. 스쿠루우 너트홈(19a)내에 위치한 두께가 0.5㎜의 얇은 판(INVAR)으로 된 덮개판(21)은 탱크의 모서리에서 가장 가깝게 있는 레일(19)의 가장자리를 덮고 잇다. 제1차 단열벽(9)에 압력을 주는 제1차 방수벽(14)는 덮개판(21)의 위에 중첩되어 있는데 제1차 방수벽 테두리부(14a)에 의하여 덮개판(21)과 용접되어 있다. 제1차 방수벽의 방수는 모서리에서 직각으로 설치된 두 레일(19)위의 두 덮개판(21)사이를 용접에 의한 밀폐판(22)로 완전하게 밀폐되어 있는데, 밀폐판(22)는 두께가 0.5㎜인 인바른 금속판으로 되어 있다.

지금까지 언급한 바에 따라, 탱크의 모서리를 포함하여 제1차 및 제2차 방수벽이 연속되어 있는 것을 상세히 설명하였다. 제1차 단열벽은 얇긴 하지만 질소의 유출을 극소로 해주는 고밀도의 판들로 되어 있으며, 가스의 제거가 용이하기 때문에 이로운 점이 많다. 또한 그 단열성은 제2차 단열벽의 두께로 상쇄된다.

Claims (1)

1. 선박의 운송구조물과 일체로 된 방수와 단열탱크로써 상기 탱크는 두 개의 연이은 방수벽으로 구성되며, 그 중 제1차 방수벽은 탱크내의 내용물과 접하고 있으며, 제2차 방수벽은 제1차 방수벽과 운반설비 구조물벽사이에 위치하고 이러한 두개의 방수벽은 두개의 단열벽과 교대로 설치되며, 제2차 단열벽은 선박의 운송구조물벽에 고정되어 있는 발포성수지로 이루어져 있으며, 제1차 단열벽은 제2차 방수벽 위에 신축성있게 지지되어 있고, 금속판으로 구성되어 있는 제1차 및 제2차 방수벽은 용접플랜지의 측면으로 절곡된 부분에 나란히 용접되어 있고, 견고한 판으로 구성되어 있는 제1차 단열벽 사이에 상기 용접플랜지가 배치된 구조에 있어서, 발포성 수지로 형성된 제2차 단열벽(2)에 다수의 홈통로(3)을 형성시켜 그 속에 삽입 조각편(4)를 고정시킴으로써 그 각 삽입조각편(4)에 의해서 용접플랜지(6)을 제2차 단열벽에 대하여 거의 수직으로 고정시키는 한편, 그 용접플랜지(6)에 대하여 서로 인접한 두 제1차 방수벽(14)와 두 제2차 방수벽(8)의 상방으로 절곡된 가장 자리를 용접시켜 구성함을 특징으로 하는 선박의 운송구조물벽과 일체로 형성시킨 방수단열탱크.

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