3000m3球罐施工组织设计1.docx

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3000m3球罐施工组织设计1

1工程概况

1.1工程简介

建设单位：

山东***石油化工有限公司

设计单位：

***石化设备有限公司

安装单位：

***石化设备有限公司

1.2球罐技术参数（详见表1）

表1

项目名称

单位

技术参数

备注

公称容积

m3

3000

球罐内径

mm

18000

球罐结构形式

混合式三带

壳板材质

Q370R

球壳板数量

块

34

球壳板壁厚

mm

46

支柱数量

根

10

球罐焊缝长度

m

455

充装介质

C4

球罐质量

kg

407000

设计压力

MPa

1.77

设计温度

C

-19/50

水压试验压力

MPa

2.21

气密性试验压力

MPa

1.77

焊缝探伤

100%RT

AB级II级合格

20%UT

包括所有丁字口

100%MT

所有焊缝表面、清根坡口

20%MT

水压后

2编制依据

2.1招投标文件

2.2施工图（图号:

B1013-01）

2.3TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》

2.4GB12337-1998«钢制球形储罐»

2.5GB50094-98«球形储罐施工验收规范»

2.6JB/T4730-2005«压力容器无损检测»

2.7JB4708-2000«钢制压力容器焊接工艺评定»

2.8JB/T4709-2000«钢制压力容器焊接工艺规程»

2.9GB713-2008«锅炉和压力容器用钢板»

2.10SH3512-2002«球形储罐工程施工工艺标准»

2.11***石化设备有限公司«质量保证手册»

3材料验收

3.1球壳板及零部件的出厂证明书，确认符合设计文件要求，资料齐全后，方可进行实物验收。

3.2球罐组装前，组织责任人员逐张对球壳板的曲率、几何尺寸和表面损伤全面复查，其要求如下：

（1）球壳板曲率复查

a.当球壳板弦长≥2000mm时，检查样板的弦长≮2000mm，当球壳板弦长≤2000mm时，检查样板的弦长≮球壳板的弦长。

b.球壳板曲率要求不得大于3mm。

c.每块球壳板的复查不少于5处。

（2）球壳板几何尺寸复查

a.长度方向弦长允差不大于±2.5mm。

b.宽度方向弦长允差不大于±2.0mm。

c.对角线弦长允差不大于±3.0mm。

d.两条对角线应在同一平面上，用两直线对角线测量时，两直线的垂直距离不得大于5mm。

（3）坡口检查

a.坡口夹角偏差为±2.5°。

b.钝边偏差±1.0mm。

c.钝边中心位移偏差±1mm。

d.坡口表面应平滑，表面粗糙度应Ra25m，B1mm。

3.3球罐组装前，对球壳板进行超声波检测和测厚抽查，抽查数量为赤道板4块，极侧板1块，极边板2块，极中板1块。

厚度测量每块球壳板为5点。

实测厚度不得小于名义厚度减去钢板的负偏差0.25mm，即45.75mm。

板面超声波检测应全面积检查，结果应符合JB/T4730-2005规定的Ⅲ级要求，若发现超标缺陷应加倍抽查，仍有超标缺陷，应进行100%检验，并通知有关单位和部门共同协商解决。

3.4球罐支柱的检查应符合下列要求：

（1）支柱长度偏差不大于3mm；

（2）支柱底板与支柱的垂直度允差不得大于2mm;

（3）支柱全长直线度允差不大于10.0mm，上段支柱直线度≤3.6mm，下段支柱直线度≤8mm。

3.5对支柱间可调试斜拉杆的螺纹应进行外观检查，不得有锈蚀和断扣现象，螺纹配合应良好。

3.6球壳板曲率及几何尺寸的100%复测工作，可在施工现场进行，复验合格后方可安装。

4基础验收

4.1球罐施工前应按GB12337-1998《钢制球形储罐》的有关规定进行基础复测。

球罐基础几何尺寸检查的项目及其允许偏差见下表。

序号

项目

允许偏差

1

基础中心圆直径（D1）

±9mm

2

基础方位

1°

3

相邻支柱基础中心距S

±2mm

4

支柱基础上的地脚螺栓中心与基础圆的间距

±2mm

5

相邻支柱基础的标高差

≤4mm

6

单个支柱基础上表面的平面度

2mm

4.2基础处理

a.球罐基础验收后，按要求将表面处理平整，对预埋地脚螺栓进行清洗。

b.基础操平合格后，做好标记。

5组装技术方案

5.1球罐结构及组装工艺特点

a.赤道板为20块，支柱为10根；

b.球罐的结构为混合式三带结构，；

c.球罐支柱拉杆为可调试。

5.2球罐组装方法及脚手架搭设

在球罐基础上先吊装带支柱的赤道板，所有支柱地脚螺栓和拉杆全部拧紧，然后在球罐搭设外脚手架，搭设合格后开始吊装无支柱的赤道板，然后组装上温带、下极带板，然后在外侧组装球罐上极带板，组装结束开始搭设内脚手架，下极中板在其它焊缝焊接结束后开始组装、焊接。

内脚手架在整球组对完毕后进行，采取钢架管和管卡子连接的方式搭设。

依次搭设到罐顶，在钢架管上搭设外跳板，用于球罐的内侧焊接检查工作。

5.3球罐组装方块铁的布置

5.3.1在球壳板上焊接的方块铁的材质必须与球壳板相同，均为Q370R材料。

5.3.2赤道带下侧、下极带的组对定位方铁和吊点焊在球壳内表面，上极带板的定位方铁和吊点焊在球罐的外侧。

5.3.3方块铁的焊接工艺应与球罐的正式焊接工艺相同。

5.3.4组对用的方块铁均为三面焊，锤击背面不焊，且焊肉高度不得少于8mm。

用于吊点的方块铁均为四面焊，且焊肉高度不得少于10mm。

每块球壳板的吊点均采用二点或三点，不得采用一个吊点。

5.4球壳板吊装

5.4.1球罐吊装采用散装法，即用120吨汽车吊车1台，在球罐基础上分带分块组装成球体的方法组装，球壳板吊装顺序：

赤道带板—下极带边板—下极带侧板—上极带边板—上极带侧板—上极带板中板，下极带中板拆除内侧脚手架后进行吊装。

5.4.2赤道带板的吊装采用插入法，按下图所示顺序进行，直到整个赤道带闭合。

吊装时先吊立带支柱的赤道带板“1”、“2”，就位后用拖拉绳在内外侧临时锚固，底脚螺栓拧紧固定。

再吊装不带支柱的赤道板“3”，将其由外侧插入前两个带支柱的赤道板之间，操作人员站在内挂架的各层脚手架上，打紧卡具后摘钩，按着上述方法完成其余赤道带板的吊装组对。

5.4.3下极带侧板、边板的吊装

在赤道板吊装前，下极带中板、边板、侧板应排列在基础内。

吊装时，将吊钩从赤道带上环口垂下，利用下极带板内侧定位方铁和手动葫芦调整重心，将下极带侧板、边板依次吊装就位并打紧卡具。

5.4.4上极带侧板、边板的吊装

上极带侧板、边板外侧焊三个吊耳，利用吊耳吊起第一块上极带边板就位于上环口后，打紧环缝卡具后摘钩，采用同样方法吊起另三块上极带边板并打紧卡具。

侧板吊装同边板吊装。

最后吊装上极中板。

5..5组装后焊缝的允许偏差

序号

项目

允许值

备注

1

焊缝间隙

2±2mm

2

错边量

≤3mm

3

棱角度

≤7mm

样板尺寸≥1m

4

椭圆度

≤50mm

赤道方向测6点,极带方向测2点

5

支柱垂直度偏差

≤15mm

径向、周向

6焊接技术要求

6.1施焊环境要求

当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时禁止施焊：

（1）雨天及雪天；

（2）风速超过8m/s；

（3）环境温度在-5°C以下；

（4）相对湿度在90%以上。

6.2焊接材料的管理

6.2.1焊条的选用：

球壳对接焊、定位焊等Q370R钢板之间的焊接用J557焊条，Q370R与碳素钢之间的焊接用J427焊条，梯台等结构钢焊缝选用J422焊条进行焊接。

6.2.2用于球罐焊接的J557焊条，在使用前由安装单位根据质量证明书，按批号对其焊缝对金属的扩散氢含量进行复验，复验标准按GB/T3965-1995执行，烘干后的实际扩散氢含量应5ml/100g。

6.2.3焊条的烘干

a.焊条烘干员必须根据焊接工艺员指定的品种、规格和数量进行烘干。

b.焊条烘干时严禁粘油污等脏物，不同规格的焊条放入烘干箱时必须分层，并分布均匀适量。

c.J507焊条烘干温度和时间为350~380°C/1h，焊条重复烘干次要数不应超过两次，然后置于100-150°C恒温箱内。

6.2.4焊条的领用

a.焊工领用焊条时，要在焊条领退记录上签字,并经检查员认可。

b.焊工应持完好、可靠的焊条保温筒领用焊条，每次要领用的焊条不得超过5kg。

最长使用时间不得超过4小时，若超过4小时，则必须退回烘干。

c.焊条烘干要建立焊条烘干记录，并认真填写烘干记录和领用记录。

6.2.5焊条的保管

a.现场的焊条库设有去湿机，库房温度不得低于5°C，相对湿度不得大于60%。

b.焊条应按型号和规格分类摆在专用货架上，焊条开包后，应及时使用，回收的焊条应单独摆放，并做好记录。

c.焊芯锈蚀或药皮脱落及变质的焊条不得用于球罐焊接。

6.3焊工资格审查

从事球罐焊接的焊工必须经技术监督部门考试合格，持有平、立、横、仰全位置的有效证件，在熟悉和掌握焊接工艺要领后，方可上岗施焊。

6.4焊接工艺参数

焊条直径（mm）

焊接电流（A）

焊接电压（V）

平焊、横焊

立焊、仰焊

4.0

150-170

150-170

24-27

5.0

180-200

180-190

26-30

6.5球罐焊接施工工艺

6.5.1球罐焊接的电焊工要经过焊工技能考试，持合格有效的证件方可上岗。

6.5.2球罐焊接程序：

赤道带纵缝外侧—上极带纵缝外侧—上方环缝外侧—上环缝外侧—下方环缝外侧—下环缝外侧，内侧焊缝焊接顺序同外侧。

最后焊接下极带纵缝和下极带缝的外侧、内侧。

6.5.3焊接操作

a.焊接工艺条件：

依据焊接工艺评定并结合焊工情况编制焊接工艺卡。

b.球罐纵缝采用焊工对称分布分段逆向焊法，环缝采用焊工均匀分段同向追尾施焊法。

c.采用手工电弧焊焊接，施焊时应用短弧，且焊接电流不得过大。

每一层焊道宽度不宜大于焊条直径的4倍，每一层焊道的厚度不宜超过焊条直径。

d.焊缝交叉部位，应先将纵缝焊到环缝坡口内，然后在焊接环缝时，将环缝坡口内的焊肉打磨干净以除去焊缝终端缺陷。

e.焊接时，每层焊道引弧点应依次错开50mm以上，焊道始端宜采用后退起弧法，焊道终端应将弧坑填满，如有引弧缺陷，应用砂轮清除。

f.焊接线能量应符合焊接工艺评定中的线能量范围。

6.5.4焊接结束焊缝外观检测

焊缝增高

内侧0~2mm外侧0~3mm

焊缝增宽

0~2mm

焊后棱角度

≤10mm每500mm检查一点

焊后球罐内径允许偏差

≤80mm

椭圆度

≤80mm

焊后柱腿垂直度

≤15mm

通病处理

咬肉

0.5mm，打磨处理，0.5mm，补焊后磨平

弧坑未填满

填满处理

焊瘤未消除

消除处理

药皮及飞溅未消除

清除处理

电弧擦伤

打磨处理

表面裂纹

不允许

表面未熔合

不允许

6.5.5产品焊接试板焊接

a.产品焊接试板的焊接是球罐电焊工在焊接球罐的过程中完成的，共焊接横、立、平+仰三块试板。

b.产品试板的焊接和球罐整体焊接的焊接工艺要求相同。

7无损检测要求

a）从事球罐无损探伤人员，必须持有技术监督部门颁发的锅炉压力容器无损检测技术等级鉴定证书，取得II级以上证书的人员方可填写和签发检验报告。

b）焊缝表面的形式尺寸及外表检查合格后，方可进行无损探伤。

c）球罐对接焊缝，在外侧焊接完毕，应进行背面清根打磨，清根打磨坡口做100%磁粉检测检测，I级为合格。

d）球罐的对接焊缝焊接成型后，进行100%射线探伤，结果应符合JB4730.2-2005中II级要求。

e）射线检测合格后，需进行100%超声波复探，超声波探伤结果应符合JB/T4730-2005标准规定，I级为合格。

f）检测合格后，应对下述部位按JB/T4730-2005标准规定进行100%双面磁粉检测，I级为合格。

检测部位：

球壳上的所有对接接头、角接接头内外表面及热影响区，球壳上去除安装用工、卡具后的焊接痕迹及热影响区150mm范围内。

g）经水压试验后，需进行20%磁粉检验，其等级评定与上述相同。

h）评定缺陷介于两级之间时，必须从严评定以确保焊接质量。

射线、超声检测均应在焊接结束24小时后进行。

8球罐热处理

球罐整体经无损检测、几何尺寸检查合格后，且与球罐焊接的所有零部件全部焊接完毕后，方可进行整体热处理。

为减少、消除焊后残余应力，达到热处理的目的，在热处理过程中必须认真执行热处理工艺要求。

8.1热处理前准备

（1）甲、乙双方必须会同当地压力容器监察部门对球罐安装质量进行共检。

合格后，进行整体热处理。

（2）把产品试板布置在球罐热处理的高温区，并与球壳板贴紧。

（3）将与热处理无关的接管用盲板封堵。

（4）做好防风、防雨、防停电等工作。

（5）松开拉杆和地脚螺栓在支柱地脚底板部放置柱腿移动位置。

（6）准备充足的液化气、柴油和压缩空气。

8.2罐体保温要求

（1）保温材料选用耐高温、对球壳无腐蚀、密度小、导热系数小的超细保温棉，保温厚度不得小于60mm，热处理时保温层外表温度不得超过60C。

（2）球罐的人孔、接管、连接板及从支柱与球壳连接处算起向下至少1m长度必须保温。

（3）保温层与球壳板必须紧密接触。

8.3测温系统

（1）测温点设置43点。

（2）测温点均匀布置在球罐外侧，相邻两点间距4.5m，距人孔与环缝边缘200mm以内及产品试板上，必须设置测温点。

（3）400C以上升温和降温时球罐表面相邻测温点温差不大于130C。

（4）测温记录仪采用连续长图记录仪。

8.4热处理工艺

（1）本球罐采用自动温控燃油法进行整体热处理。

即将柴油经压缩空气雾化喷入球罐内部进行燃烧的加热方法进行热处理。

热处理工艺曲线

（2）热处理保温时间为110min，恒温温度为56525C

（3）热处理400C以下不控制升降温速度。

400C以上时升温速控制在50-80C/h，降温速度控制在30-50C/h。

8.5柱腿移动

热处理过程中，每升降温100C时，调整一次柱腿。

热处理结束后，对支柱垂直度进行调整至合格，球罐整体热处理结束后，严禁再在球罐本体上焊接。

9梯子平台的制作与安装

梯子、平台与球罐相连处必须先在球罐上焊接预焊板，预焊板材质必须与球罐材质相同，焊接工艺与球罐焊接工艺相同。

预焊板应在球罐整体热处理前进行。

梯子、平台的安装应在水压前进行。

10耐压试验与气密性试验技术要求

10.1水压试验

10.1.1水压试验前，球罐应具备下列条件：

a.本体及附件的组装、焊接工作己全部结束；

b.产品试板全部检验项目合格；

c.支柱拉杆调整紧固完毕；

d.球罐整体热处理结束；

e.水压试验前的准备工作进行完毕；

10.1.2水压试验应采用洁净淡水，水压试验水温不得低于5C.，水压试验时必须在球罐的顶部和底部各设一个量程相同，并经过校正合格的压力表。

选用压力表的量程宜为试验压力的1.5-2.0倍，即量程0-4MPa。

精度等级不低于1.6级，压力表的直径宜为150mm，试验压力以球罐顶部压力表的读数为准。

水压试验压力为2.21MPa，水压试验过程中，严禁敲击球体。

10.1.3水压试验方法

（1）试验时球罐顶部应设排气孔，充水时将罐内空气排尽，试验过程中应保持球罐外表的干燥。

（2）试验压力应缓慢上升，压力升试验压力的50%时，保持15分钟，然后对球罐所有焊接部位进行渗漏检查，确认无渗漏，无异常现象后再升压。

（3）压力升至试验压力90%时，保持15分钟，再次做渗漏检查，确认无渗漏，无异常现象后再升压。

（4）升至试验压力后，保持30分钟，然后将压力降至设计压力进行检查，以无渗漏为合格。

（5）水压试验完毕后，应将水排尽，排水时，严禁就地排放。

球罐水压试验合格后，还应对球罐焊缝做20%磁粉抽查。

10.2气密性试验

10.2.1气密性试验必须在水压试验合格后进行，试验压力为1.77MPa。

10.2.2气密性试验介质为干燥、无油、清洁的压缩空气或氮气，试验时气体温度不得低于15ºC。

10.2.3试验用的压力表和安全阀均应经过校验。

气密性试验时，在球罐顶部和底部各设置一个量程相同的压力表。

本试验选用压力表量程为0—4MPa，压力表直径为Φ150，精度等级1.6级。

10.2.4试验要求

（1）试验时压力应缓慢上升，升至试验压力的50%时保持10分钟，然后对球罐的所有焊缝和连接部位进行泄漏检查，确认无泄漏后继续升压。

（2）压力升至试验压力时保持10分钟，进行泄漏检查，以无泄漏为合格。

（3）卸压时应缓慢卸压。

10.2.5注意事项

（1）气密性试验时，应监测环境温度的变化和压力表的读数，不得发生超压。

（2）压力上升和下降均应缓慢进行。

（3）试验过程中严禁敲击罐体。

10.3球罐基础沉降观测

10.3.1球罐在水压试验时应下列各阶段进行基础沉降观测工作。

a.充水前；

b.充水到1/3球罐本体高度；

c.充水到2/3球罐本体高度；

d.球罐充满水24小时后；

e.放水后。

10.3.2每个支柱基础均应分别测量沉降，测量工具应用水准仪，每次测量时应通过基准点校正。

支柱基础沉降应均匀，放水后，基础沉降差不得大于球罐直径的1‰,即18mm，相邻支柱基础沉降差大于2mm.。

11球罐防腐保温技术要求

11.1球罐外部防腐涂漆

11.1.1球罐各项质量检查全部合格后，方可进行防腐、涂漆工作。

除锈方法采用喷砂除锈,除锈等级为Sa2，。

11.1.2球罐外表面按要求涂刷隔热漆。

12球罐最终检验与工程验收

12.1本球罐工程验收时，应按GB12337-1998《钢制球形储罐》中3.2.4.3条规定向建设单位提交技术文件。

12.1.1球罐应在规定位置上焊接施工单位的产品铭牌和注册铭牌。

12.1.2交工验收应由甲，乙双方会同技术监督部门按照设计规定和有关标准的要求进行。

13质量保证技术措施

13.1保证质量的组织措施：

质量保证体系任命书参见附件2。

13.1.1全体施工人员发扬主人翁责任感，精心组织、精心操作，明确工程执行的标准、规范、规程，创优质名牌。

重视人的因素第一，经常开展质量教育活动，提高质量意识，强化职工道德，进行科学观念的教育，提高职工综合素质，形成干优质工程光荣，干劣质工程可耻的荣辱观念。

人人牢固树立百年大计，质量第一的思想，从严要求，施工处于精心组织下进行精心操作，精益求精，以高标准、高质量完成本球罐工程。

提高技术方案的科学性、先进性，确保其可行，并需经严格审批，严格按照ISO9000系列标准运行。

13.1.2建立健全质量保证体系，并坚持质量保证体系的经常性和严细运行，质量保证责任工程师必须管理到位，依据技术数据和质保技术文件评定工程质量，质量保证技术文件内容以相关责任工程师签章方能加以确认。

在施工过程中择优选取的人员组成施工队伍肩负适应工程技术难度的工程管理和操作要求。

确保技术准备工作的质量，防止指导性的错误。

13.1.3领导坚持质量第一，支持质保人员工作，发挥责任工程师应有作用，正确处理质量与进度的关系，在好中求精，以质量树信誉。

主动接受当地技术监督部门和建设单位的监督和指导。

13.1.4认真贯彻各项质量管理制度，严格执行公司《AR1、AR3质量保证手册》，质保责任人员要做到管理到位，坚持工作质量以数据为见证。

14.1.5在施工管理上严格执行三不准施工制度，没有技术措施不准施工，没有技术措施交底不准施工，虽进行交底但被交底人清楚不准施工。

13.1.6在质量管理上严格执行三检制度和三个预控，即操作者进行自检、工序间进行交接检，质量检查人员进行专检。

质量以预控为主，在施工程序中进行动态的跟踪检查监督，在上一程序完成时，进行程序质量的静态检查，合格后转入下一工序施工，对质量因素实行严格预控。

13.1.7施工组织设计一经逐级审批后，即成为施工的指令性文件，施工人员必须严格遵守工艺纪律。

严格按施工程序施工，杜绝违反程序作业。

13.1.8施工班组、技术人员及施工指挥人员必须熟悉图纸、施工组织设计和有关技术文件，掌握工程技术要求和质量标准。

所编制的施工技术方案，质量要求和保证质量措施等必须与设计要求、施工图纸、技术规范、质量标准、工艺评定结果保持一致。

13.2保证施工质量的技术措施

13.2.1基础验收与处理

a.严格审查基础中间交接资料，详细检查基础实体质量。

b.合理配备基础垫铁组，确保基础衬板的安装质量。

每组垫铁块数不得多于三块，严防个别支柱垫铁空松，垫铁标高测定合格后采用点焊与限位架固定。

13.2.2球罐组装：

a.对壳板几何尺寸、曲率、坡口、壳板内在质量等进行检查，符合技术要求时方准施工。

b.严禁用机械外力进行球罐强制组装，避免产生组装应力。

c.组装用的定位方铁，必须选择与球壳板同材质的钢板，如材料代用时必须经原设计单位批准，采用钢板应有原始材质证明。

d.确保上下极板安装方位的正确性。

13.2.3球罐焊接：

a.焊接前应对球罐组对质量进行停点检查，并焊接产品试板。

b.严格控制焊接线能量。

c.创造良好的焊接环境，以保证环境温度，相对湿度、风速的要求。

d.严格执行焊条烘干工艺纪律、严格控制焊接操作的预热、层间温度、后热温度。

e.必须按焊接工艺卡的技术参数进行施焊。

f.严禁焊道外引弧，防止擦伤母材。

g.严格按照焊接程序进行施工。

h.焊接操作采用对称同步施焊。

i.在焊接停止后即进行消氢处理。

13.2.4无损检测：

a.严格按照设计要求进行无损检测。

b.对无损检测结果的判断，采用复审，防止评定等级的错误。

c.接到无损检测通知单后，方可进行检测。

13.2.4水压

a.保证水、气清洁性，环境湿度应符合技术要求。

b.试验用的压力表必须经过校验合格，试验时应按规定分段缓慢进行。

14安全保证技术措施

14.1组织管理措施

a.施工现场要建立健全安全组织机构，明确安全岗位责任制，坚持“三不准”的施工原则，做到干部不违章指挥，工人不违章操作。

b.加强安全防火教育，甲方厂内严禁吸烟，坚持安全防火规定，无动火票、无防火措施、无防火监护人不准动火施工。

c.在球罐组装前，向施工班组及责任人员进行安全、技术交底，做到人人心中有数，坚守岗位，严守纪律。

d.参加施工的操作人员，需经体检合格，方准作业。

e.工作时或者工作前，凡参与施工的人员，严禁饮酒，保证良好的工作状态。

f.凡参加施工的人员，必须明确和遵守本工种安全操作规程，有关责任人员必须明确自身的职责范围。

g.起重作业人员应熟知施工方案，起重机械性能、操作规程、指挥信号和安全要求。

14.2球罐吊装安全措施

a.在吊装球壳板时，事先必须对吊车、索具、拖拉绳等进行强度核算，检查它们的完好程度。

索具插接长度必须符合安全规定，U形卡环、绳子等应符合吊装需要。

b.由专人指挥试吊，试吊时应将球壳板吊离地面200mm左右，检查吊车、吊物、索具、吊点等受力情况，检查周围环境是否有障碍物及影响吊装、回转的不利因素，确认安全后正式吊装。

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