新疆50000立方米钢制柴油储罐安装施工方案.docx
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新疆50000立方米钢制柴油储罐安装施工方案
XXX-XXX成品油管道复线工程
500003柴油内浮顶储罐
施工组织设计
编制:
日期:
审核:
日期:
批准:
日期:
第一章编制依据
1.1国家现行的法令、法规,地区颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定
1.1.1《中华人民共和国环境保护法》
1.1.2《石油天然气工业健康、安全与环境管理体系》SY/T6276-1997
1.1.3《中华人民共和国安全生产法》(2002年6月29日颁布,2002年11月1日施行)
1.1.4《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日颁布施行)
1.1.5《中华人民共和国国土管理法》(1998年8月29日颁布,1999年9月1施行)
1.1.6《中华人民共和国合同法》
1.1.7《中华人民共和国安全生产条例》
1.1.8《中华人民共和国经济法》
1.2施工技术标准及验收规范
本工程遵循的主要规范、标准如下:
1.2.1《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GB50128-2005
1.2.2《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2003
1.2.3《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
1.2.4《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000
1.2.5《承压设备无损检测》JB4730-2005
1.2.6《锅炉和压力容器用钢板》GB713-2008
1.2.7《碳素结构钢和低合金结构钢热扎厚钢板和钢带》GB/T3274-1988
1.2.8《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
1.2.9《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
1.2.10新疆石油工程建设有限公司《质量手册》和《质量管理体系程序文件》
1.2.11《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
1.2.12《施上现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
1.2.13《石油天然气建设工程施工质量验收规范》SY4200、SY4201、SY4202、SY4203、SY4205、SY4206
第二章工程概况
2.1工程名称
XXX-XXX成品油管道复线工程50000m³柴油内浮顶储罐制安工程
2.2建设单位
中国XXXX股份有限公司西部管道分公司
2.3工程概况
2.3.1工程概述
XXX—XXX成品油管道复线工程拟建设3座5×104m3内浮顶钢制柴油储罐,由我单位承担其中一座储罐制安工作。
储罐主体施工采用倒装法液压提升施工工艺,同时在储罐制安中,广泛采用自动焊、半自动焊,提高施工质量和速度,保证工期。
2.3.2工程设计
本次XXX末站新增的15×104m3储罐为地上立式钢制拱顶油罐,内浮顶结构为钢浮盘,单罐容量5×104m3,内径60m,高度19.36m,储存介质为柴油,设计压力为常压。
罐主体材质采用Q235-B、Q345R,底板边缘板厚16mm,中幅板厚10mm,罐壁板最厚为30mm。
第三章施工部署
3.1概述
3.1.1施工目标
3.1.1.1总体质量目标:
一次性达到现行国家验收标准的合格等级。
3.1.1.2工程设备、材料质量合格率100%;
3.1.1.3设备、阀门安装一次合格率100%;
3.1.2施工总体部署
3.1.2.1我公司根据本工程的特点、工期及施工要求,决定成立以王志强为项目经理的“项目经理部”,全面负责本标段的各项工作,并对业主和监理负责。
施工组织机构图见下图:
安全员:
项目总工:
执行经理:
项目副经理:
执行经理:
资料员:
材料员:
质检员:
技术员:
预算员:
3.1.2.2储罐主体的制安工作由我公司专业储罐施工队负责施工。
3.1.2.3为便于现场管理,项目部拟设在XXX油库区内。
施工营地利用当地的民用设施,项目部及施工营地内配置电话、传真、电脑(邮件)等,以保证各种信息的上通下达及施工现场的管理。
3.1.2.4施工过程中使用先进的管理软件对施工的全过程进行指导管理,及时预测各种影响施工的不利因素,进行统筹安排,及时调整施工顺序,优化施工程序,合理配置人力、物力、财力等资源要素,实现经济效益、社会效益和环境效益的全面丰收。
3.1.2.5建立健全生活管理制度,建立强有力生活保障系统,使全体参建员工有一个安全、舒适的工作、生活环境。
3.1.2.6建立工程施工质量管理体系,编制质量手册、质量控制程序、作业指导书
3.1.2.7建立HSE管理体系,编制“两书一表”。
在施工中加强HSE检测,及时发现工作中存在的不足,制定纠正和预防措施,保证健康、安全、环境目标的全面实现。
第四章施工方案
4.1储罐施工方案
XXX-XXX成品油管道复线工程新建15×104m3储罐,采用单罐容量5×104m3地上钢制储罐,并全部储存柴油。
依据设计文件、施工技术规范,以及考虑工期与质量的最佳配比,我单位拟定储罐主体施工使用倒装法液压提升施工工艺,同时在储罐制安中,广泛采用自动焊、半自动焊,提高施工质量和速度,保证工期。
工程主体流程如下:
1、罐基础验收;
2、储罐主体施工(罐底、罐壁、固定顶、内浮船)
3、储罐附件安装;
4、充水试压;
5、交工验收。
4.2储罐制作安装技术措施
4.2.1施工方案概述
50000m3储罐主体施工采用倒装法进行,倒装提升工具为液压顶升系统,60支液压缸延圆周均布。
4.2.1.1储罐工程概况
50000m³储罐罐壁内径Φ60000mm,罐壁高度19360mm,罐壁板共8圈,厚度由上至下依次为10mm、10mm、10mm、14mm、18mm、22mm、26mm、30mm。
最顶层一圈罐壁材质是Q235-B,其它壁板的材质是Q345R;壁板单圈宽度2420mm。
罐壁板总质量505.3吨,罐底质量259.8吨,拱顶质量150.7吨。
4.2.1.250000m3罐倒装法施工工艺流程
按施工顺序排列,流程如下:
材料验收
预制
罐底边缘板、中幅板铺设焊接
罐底探伤、试漏
第8圈壁板立缝组焊
顶升装置安装调试
拱顶及附件安装
第8圈壁板、拱顶提升
第7圈壁板立缝组对、焊接
第8、7圈壁板间环缝组对、焊接
罐壁加强圈安装
第6~1圈壁板依次逐层组焊、提升
罐底大角缝、收缩缝焊接
内浮顶安装
储罐试压、排水
验收
4.2.1.3焊接施工措施
焊接广泛采用埋弧自动焊(平焊、横焊、角焊)、气电立焊,并结合MAG焊和手工电弧焊进行施工。
焊接施工中严格执行GB50128-2005的要求,成立由专人组成的焊接检验小组,保证焊接质量和焊接速度。
并在施工卡具布置与组对精度方面给予详细考虑,最大限度地减少焊接变形与焊接残余应力。
在此次储罐施工中,主要焊接技术布置如下表:
表4-1油罐的主体材料及自动焊接范围
使用位置
材质
焊接方法
焊机型号
中幅板
Q235-B
GMAW+SAW
NBC-500、LT-7
边缘板
Q345R
SMAW
ZX7-500
壁板立缝
Q235-B
EGW
EGW-CNC
壁板立缝
Q345R
EGW
EGW-CNC
壁板环缝
Q235-B
SAW
SAHW-Ⅰ
壁板环缝
Q345R
SAW
SAHW-Ⅰ
角焊缝
Q345R
SMAW+SAW
ZX7-500、LT-7
4.2.2材料验收
4.2.2.1建造储罐用的材料和附件,应具有质量合格证明书。
当对质量合格证明书有疑问时,应对材料和附件进行复验,合格后方可使用。
4.2.2.2储罐制安选用的钢板,必须逐张进行外观检查,Q345R钢板应符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》,Q235-B钢板符合GB/T3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》。
4.2.2.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和,应符合钢板厚度的允许偏差的规定。
到达现场的钢板、型钢等材料,材料员应统一堆放在施工平面布置图所规定的位置,并应检查核对每张钢板的规格、尺寸,详细记录建档,上交项目专业责任工程师,做为绘制详细排板图的依据。
4.2.3预制
4.2.3.1一般规定
1)预制前施工人员要认真研究排版图。
2)储罐构件、壁板在滚弧过程中使用的弧形样板,其弧长不得小于2m。
3)钢板外观检查时不得有夹层、裂纹、重皮、折痕及表面锈蚀、麻点,深度超过0.5mm应进行补焊,打磨后再进行检查。
4)所有预制件在保管、运输、堆放时,应采取有效措施防止变形、损伤和磨损。
5)校平后的钢板局部凸凹允许值见表4-2
表4-2钢板局部凸凹允许值
序号
钢板厚度(mm)
局部凸凹深度变形(mm)
检查方法
1
δ≤12
≤15
样板检测
2
12<δ≤25
≤13
样板检测
3
δ>25
≤10
样板检测
6)角钢、槽钢、工字钢的长度允许值见表4-3
表4-3角钢、槽钢、工字钢的长度允许值
序号
项目
允许偏差(mm)
检查方法
1
型钢长度
长度的1/1000
拉线用尺量
2
5~10米
5
拉线用尺量
3
大于10米
8
同上
7)钢板在校平后,锤坑深度不应超过钢材的负偏差,减薄的厚度不应超过板厚的3%。
8)工程技术人员在绘制排版图应注意焊缝的错开距离,见表4-4:
表4-4焊缝的错开距离
序号
项目
要求尺寸(mm)
1
中幅板宽度
≥1000
2
中幅板长度
≥2000
3
中幅板与边缘板连接直边
≥700
4
底板任意相邻焊缝间距
≥300
5
第一节壁板立缝与罐底边板的对接缝
≥300
6
相邻两圈壁板间立缝
≥300
7
加强圈与罐璧环焊缝
≥150
8
壁板开孔补强圈外缘与立缝间距
≥250
9
壁板垫板外缘与环缝间距
≥75
10
壁板垫板外缘与立缝、补强圈外缘间距
≥150
4.2.3.2罐底预制
1)罐底排板应按排板图排板,具体板料张数、尺寸见罐底排板图。
2)中幅板应切割后再除锈,刷漆。
板边缘50mm范围内不刷漆。
中幅板下料切割时确保下料尺寸满足图4-1要求。
图4-1罐底中幅板预制尺寸要求
坡口形式为:
图4-2罐底中幅板坡口形式
3)中幅板的外边缘先不切割,大角缝焊接收缩完后,按与弓形边缘板的实际距离切割余料。
4)弓形边缘板预制,下料尺寸要求符合图4-3所示:
图4-3罐底边缘板预制尺寸要求
边缘板对接接头坡口形式:
图4-4罐底边缘板坡口形式
5)弓形边缘板与中幅板对接处要求厚度相等,用刨边机切割出过渡部分坡度。
坡口型式如图4-5所示:
图4-5罐底中幅板与边缘板对接坡口形式
6)垫板下料后应校正变形,并按中幅板焊接收缩(见罐底焊接分布图)的要求切割垫板。
钢板下料完成后,应做好标注。
再按铺板顺序的先后摆放。
4.2.3.3罐壁预制
1)壁板加工工艺流程:
号料→标记→切割坡口→清除氧化皮→确认坡口→坡口检测→修补→弯曲滚弧→检查尺寸→修整→放入胎具
2)罐壁排板应按排板图,具体板料张数、尺寸见罐壁排板图。
壁板下料尺寸要求同罐底中幅板。
3)坡口形式
纵缝:
板厚=10mm板厚≥12mm
图4-6罐壁纵缝坡口形式
环缝:
4)注意问题:
a.切割后的板料应做好标识工作,正反面标明清楚。
b.滚制壁板应采用逐步成型法,2~3次成型为好,在滚板时应每滚一遍用弧形板测量一遍。
c.壁板卷制后,应立置在平台上用样板检查。
垂直方向用样板检查,其间隙不得大于1mm,水平方向上用弧形样板检查,其间隙不得大于3mm。
d.壁板预制时两端各留200mm左右轻弯一些,使板端部与样板的间隙为2~4mm预留焊接变形量。
e.钢板切割,钢板的四边及坡口采用数控切割机加工,保证切割质量,切割后坡口表面粗糙度Ra≤50μm,平面度B≤0.04t,且小于1mm,钢板切割面用砂轮机打磨,使其光洁平滑,应清除板边铁锈油污以利于焊接。
f.需进行热处理的罐壁板,应在与相应组件全部焊接完毕,并经整体消应力热处理后,立置在平台上用样板检查。
垂直方向上用长度不小于1m的直线样板检查,间隙不得大于1mm(开口部位不大于2.5mm);水平方向上用2m长弧形样板检查,间隙不得大于3mm。
4.2.3.4加强圈预制
1)加强圈下料时应根据实际规格绘制排版图,为减少材料浪费,单块腹板不应大于6m,下料后进行二接一组对焊接。
2)考虑切割及焊接变形,加强圈腹板内弧应比实际安装半径偏小2m,即内弧R=28000mm,先下一个作为实验,待组焊完成后用弧形样板进行检查,如符合安装要求即可全面下料组对,否则应更改内弧半径大小后在进行实验。
3)焊接完后用样板校正加强圈。
用样板检查内弧,其间隙不得大于2mm,放在平台
上检查,其翘曲度不得大于3mm。
4.2.3.5盘梯及平台预制
1)盘梯三角架下料后,进行预组装,保证支撑面达到水平,再组焊内固定焊缝。
2)侧板下料拼接后应校正变形。
3)栏杆及所有附件按图纸尺寸下料,并做好标识摆放工作。
4)个别预制件长度可适当放长,现场切割。
4.2.3.6导波管预制
1)导波管接管时其环向焊缝应进行磨光,直线度要求为0.1%。
2)导波管开孔时应使用磁力钻左右对称开孔,开孔后应打磨光滑。
4.2.3.7其它附件
按图纸下料,外协件及加工件做好收集工作。
4.2.3.8底圈开孔罐壁板(带清扫孔板)热处理
1)底圈需热处理的罐壁板,在壁板材料验收合格后,进行坡口切割。
2)壁板按设计弧度进行滚弧,壁板滚弧成型后与底板组焊,再于壁板上开孔。
3)组装焊接清扫孔及补强板,并检查合格后进行热处理。
4)壁板在进炉前,在加热炉进出小车平板上立置放置,采用支撑固定措施,放入热处理炉中进行热处理(包括试板)。
5)加热升温不超过160℃/h,热处理温度技术要求585±15℃,保温100分钟以上,处理完后降温不超过220℃/h,300℃以下自然冷却。
热处理过程应做好热处理曲线记录。
4.2.4罐基础验收
4.2.4.1储罐安装前,必须按照土建专业施工图的要求对基础进行检查,合格后方可进行储罐安装。
4.2.4.2储罐基础必须为油罐提供安全可靠的支撑,油罐基础应满足下列要求:
1)基础中心坐标偏差不应大于20mm,标高偏差不应大于20mm。
2)罐壁处基础顶面的水平度:
环梁上表面每10m弧长内任意两点高差不应超过6mm,在整个圆周上,任意两点高差不超过12mm。
3)基础垫层为绝缘防腐层,基础表面任意方向上平整、密实,无突出的隆起、凹陷及贯穿性裂纹,基础垫层有凹陷处,用干砂子垫平。
基础表面凹凸度按不同的同心圆进行测量,同一圆周上的测量点,其测量标高与计算标高之差不得大于12mm。
表4-7同心圆的直径和各圆周上最少测量点数
同心圆直径
12m
24m
36m
48m
测量点数
8
16
24
32
4.2.4.3应复核基础以下指标
1)基础坡度;
2)基础水平度;
3)基础椭圆度;
4)基础中心点座标;
5)基础中心线方位。
4.2.5罐底施工工艺
边缘板焊接
4.2.5.1罐底施工工艺流程
图4-8罐底施工工艺流程图
4.2.5.2罐底画线、罐底垫板铺设
1)罐底的排版直径,比设计值放大60mm。
即60264+60=60324mm
罐底画线按φ=60324mm划圆,然后铺设弓形边缘板及垫板,弓形边缘板焊接完成后。
再轮画罐内径圆,按φ=60020mm划圆(放大20mm)。
2)在罐底油漆标注0°、90°、180°、270°各象限点。
3)罐底垫板按排板图铺设,留有收缩缝的位置,不焊接。
罐底垫板铺设先铺设边缘板焊缝,以便尽快开始边缘板的铺设,垫板和圈梁接触的部分,应在圈梁上开槽。
图4-9罐底垫板与圈梁接触部位开槽
4.2.5.3罐底组装
1)边缘板外端400mm焊接
边缘板外端400mm焊缝焊接采用手工焊。
焊接时,焊缝应作反变形,隔一块边缘板焊缝垫一块垫块,垫块高40mm。
2)边缘板探伤拍片,执行标准JB4730-2005《承压设备无损检测》。
3)罐壁板定位圆划线
罐壁板在罐底的定位圆是保证罐壁几何尺寸的关键、划线时应精确。
拉盘尺的力量均匀,定位圆是罐壁内径的尺寸,实际划线时直径应放大20mm。
4)点焊固定组装垫块、限位板
罐壁板组装垫块用[14槽钢,沿圆周每0.8米放置1块,挡板放置在两垫块中间。
图4-10罐壁组装垫块
5)罐底中幅板铺设
罐底中幅板从中间开始向四周铺设
图4-11垫板铺设
图4-12垫板接头设置
中幅板铺设依照垫板位置进行,组对点焊顺序按照图4-13所示,标注“1”的焊道可在铺设过程中全部与垫板点焊固定,“1”焊接完成后组对“2”,以此类推。
中幅板与边缘板接触部位焊缝称收缩缝,又名龟甲缝。
此处中幅板尺寸应加大罐底直径的1%左右,待中幅板及边缘板焊接以及罐底大脚缝焊接完成后进行二次切割,并组对焊接。
6)自动焊机轨道安装
图4-13自动焊轨道安装图示
4.2.5.4罐底焊接
1)罐底施焊顺序:
边缘板铺设完成后,先进行焊接,以保证罐壁能够及时提升;罐壁提升的同时铺中幅板、焊接。
2)边缘板焊接
边缘板焊接时应先焊边缘板外端400mm长的焊缝,焊接采用手工焊,为避免热集中,每条焊缝不应连续焊完,每2~3条焊缝交替焊。
3)中幅板焊接:
中幅板焊接采取高效的焊接工艺:
MAG焊打底一遍,碎焊丝+埋弧自动焊填充盖面一遍。
两遍即可完成整道焊缝的焊接。
中幅板焊接顺序如图4-13所示。
焊接时,MAG焊打底厚度不应低于5mm,并保证与垫板的熔合以及焊缝表面呈内凹形,与两侧坡口圆滑过度;再进行碎焊丝+埋弧自动焊填充满剩余焊道即可。
罐底板坡口角度不得小于40°,中幅板长边焊缝盖面焊接时应焊至端部。
图4-14罐底板焊接顺序图示
罐底走廊板焊接时两边刚性固定,采用现场有的槽钢或钢管;走廊板先焊短缝,长缝焊接从中间向两边焊接。
4)焊接工艺
罐底中幅板及边缘板内侧部分采用焊接工艺如下:
MAG焊打底,打底焊厚度保证不小于5mm;埋弧自动焊+碎焊丝填充盖面。
即MAG焊1遍埋弧焊1遍。
表4-15储罐底板焊接工艺参数
焊接电源
焊机型号
焊剂
牌号
焊丝牌号
层次
焊接
电流
焊接
电压
焊速
cm/min
气体保护焊
NBC-500X
H08Mn2Si
1
120~150
22~26
/
林肯DC-1000
LT-7
HJ431
H08A
2
560~640
30~34
30~40
5)中幅板焊接要求:
a.罐底板组对时,垫板和中幅板之间不得留有间隙,垫板要对中不偏斜,组对间隙不得小于4mm,最大不超7mm。
b.焊前要清除坡口表面及坡口两侧20mm范围内的泥沙铁锈、水分及油污等,并应充分干燥。
c.中幅板焊接材料,焊剂431使用前250℃烘干,恒温1小时,150℃连续保温。
d.中幅板从中心向四周焊接,打底每条焊缝2人,从中心向两侧跳跃焊,每段焊接长度不超过1.5米,焊后检查,焊肉达不到或有缺陷要进行修补,然后再开始自动焊
接。
e.焊后罐底进行检查,凸凹度控制在50mm以下。
f.边缘板与中幅板之间的收缩缝为罐底焊接的最后焊缝,由于中幅板各方向焊接收缩量不均匀,应首先进行一次粗切割,再按对接尺寸用半自动切割机切割坡口,切割后用砂轮打磨光。
要充分利用气候温差变化引起的收缩影响,要求在气温最高的时候切割,切割好后即可组对焊接。
4.2.6罐壁施工工艺
4.2.6.1壁板组装条件
完成以下工序后方可进行壁板的组装:
1)罐底边缘板铺设完毕。
2)边缘板与边缘板之间的外端焊缝的400mm长度焊接完,表面打磨光滑并经X射线探伤合格。
3)在边缘板上放出两条线,相距100mm,一条为壁板安装线,另一条为检查用参考线。
4.2.6.2壁板组装工艺
采用倒装法组装壁板,液压缸作为提升工具,从最顶层壁板开始依次逐层提升,并随壁板的提升安装各层的附件(加强圈、电缆支架等)。
具体组装步骤如下。
1)最顶层(第八圈)罐壁组装
(1)在已组装好的罐壁垫块、限位板内组装第八圈壁板。
(2)罐壁板围板按排版图,从设定好的起始点开始往两侧围板,在对面收一个搭口,边围板边组对立焊缝,并打紧下部紧固销,在搭口处切除多余板料,然后进行搭口立缝组对焊接。
(3)罐内焊缝打磨,打磨后焊缝余高不得大于1mm。
(4)第八圈罐壁焊接完成后,搭设罐顶网壳,并铺设组焊罐顶板。
2)液压提升设施布置
(1)在第八圈壁板底部安装胀圈,胀圈由[25槽钢滚弧校正后对扣而成,胀圈制作时应将接头、吊耳等全部安装齐全,每节胀圈进行编号,减少现场安装的工作量。
组装时,胀圈与壁板贴合间隙≤2mm。
(2)将液压缸安装在罐底上,且安装必须牢固可靠,并沿罐内壁均匀分布,以保证吊点起吊重量一致。
(3)在罐壁每处吊点旁焊两块挡板,每块挡板允许承重力均应大于吊点受力值的2倍,后三圈提升时,每块挡板承重均应大于等于单台液压缸的最大提升力(25吨)。
(4)连接并检查所有油路、电路及检查各连接件(钢丝绳、焊缝)是否牢固,保证液压设施处于工作状态。
3)提升第八圈板
(1)提升前,每个液压缸单个调试;整体联接后,仔细检查,保证每个接头连接牢固。
(2)开启液压提升系统,将第八圈壁板提升起来;先提升100mm左右,检查提升的同步情况以及挡板焊缝、液压缸泄漏情况,确认无误后方可继续提升,提升到1.5m左右高度时安装环缝组对挡板,再继续提升。
提升时,因为罐直径大,为保证及时发现提升设备可能发生的异常情况,罐内沿一周安排6-8人巡视。
4)围第七圈罐壁板
提升到位后,安装组对第七圈罐壁板,并进行处搭口外的立缝焊接。
5)组对焊接环焊缝
第七圈壁板安装完成后,液压缸下落,使第七、八圈壁板环缝对接,分两组组对环焊缝,到搭口处会合,点焊方向与罐壁销紧方向相同,组对工具用撬棍、千斤顶等。
最后切除搭接部分,组对并焊接搭口。
壁板搭口余料切割用带磁轮的半自动切割机。
外环缝完毕,液压缸回落,胀圈落下,拆除挡板并焊在第七圈壁板对应位置上,做好提升第七圈的准备。
在第七圈壁板立缝环缝焊接的同时,应做好第一道加强圈的放线工作,待焊接完成后应迅速组焊加强圈。
罐内焊缝、焊疤打磨平。
6)后续工序与上述相似,重复围板、提升操作。
7)罐底角缝组对焊接
焊接前为防止角焊变形过大,用支柱在罐内将罐壁板和罐底边缘板临时点固。
角缝焊接完毕后再拆除、并打磨。
焊接内外焊缝打底层采用E5015焊条电弧焊,填充盖面采用埋弧自动焊。
8)胀圈、液压缸拆除。
9)罐底收缩缝切割、组对
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