verticale

Progettazione e corretta selezione di ventilatori che operano in atmosfere potenzialmente esplosive

ai sensi della Direttiva ATEX 2014/34/EU e della norma tecnica UNI EN 14986:2017

La legislazione vigente
La normatiLa legislazione vigente
La normativa italiana CEI
Importanza della ventilazione
Normativa tecnica prodottova italiana CEI
Importanza della ventilazione
Normativa tecnica prodotto

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
mcT Safety, Security, Anti-Fire Milano novembre 2018 ATEX, Sicurezza e Antincendio negli impianti a rischio

Pubblicato
da Benedetta Rampini
mcT Safety, Security, Anti-Fire Milano 2018Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Milano, 29 novembre 2018               ATEX Introduzione & Presentazione Programma ATEX il nome convenzionale della Direttiva 94/9/CE entrata in vigore il 1 luglio 2003. Il nome deriva da una contrazione di due parole francesi 'ATmosphre EXplosive'.

Tale Direttiva armonizza e regola le legislazioni degli
Stati membri in materia di apparecchiature destinate ad essere utilizzate in atmosfere potenzialmente esplosive come ad esempio stabilimenti petrolchimici, centrali elettriche, stabilimento per la produzione di alimenti, falegnamerie, officine, cabine di verniciatura, allevamenti e serre'

La relazione tratter i criteri per scegliere ed installare
correttamente i prodotti e le soluzioni Maico Italia - conformi alla normativa - le cui caratteristiche meglio si adeguano agli ambienti oggetto di studio. INTRODUZIONE Presentazione Azienda Realizziamo passo per passo e in prima persona TUTTE le fasi del processo industriale e logistico: 9 Ricerca & Sviluppo 9 Design 9 Industrializzazione 9 Produzione e Assemblaggio 9 Bilanciamento Ventole 9 Collaudi Tecnici 9 Spedizioni Realizziamo passo per passo e Le Dimensioni:
9 105 Dipendenti 9 Fatturato di 21 Milioni di ' ca. 9 Sede a Lonato del Garda (BS) di 12.000 m coperti di cui 10.000 m di area produttiva e 2.000 m di uffici. 9 Anno di fondazione: 1970 Ventilazione domestica e industriale leggero Propriet Maico Holding dal 1992 9 Anno di fondazione: 1986 Ventilazione industriale, terziaria e speciale Propriet Maico Holding dal 1992 9 Anno di fondazione: 9 Anno di fondazione: "La vita era come l'aria. Sembrava che non ci fosse alcun modo di lasciarla fuori, o tenerla a distanza, e tutto quel che si poteva fare era viverla e respirarla." Nick Hornby Scrittore e sceneggiatore britannico "Un'anima fine non quella che capace dei voli pi alti, ma quella che si alza poco e si abbassa poco, e abita per sempre in un'aria e a un'altezza libere e luminosa" Friedrich Nietzsche Filosofo 1844'1900 "Il fuoco sempre stato e, ragionevolmente, rimarr sempre, il pi terribile degli elementi" Harry Houdini Illusionista ungherese 1874'1926 Introduzione "Dopo un'esplosione nessun uomo di buon senso, coraggio, o prudente sprecher il suo tempo, o la sua forza in rimproveri tardivi." Robert Peel Politico Inglese 1778'1850 "Leggere un catalogo non uscire dal mondo, ma entrare nel mondo attraverso un altro ingresso.." Fabrizio Caramagna Studioso 1969 Problemi come l'inquinamento atmosferico e il riscaldamento globale ci toccano in quanto persone, oltre che come impresa che 'lavora' con l'aria. Tutti i nostri sforzi puntano su investimenti, processi e prodotti all'avanguardia in termini di e'cienza, economicit e rispetto dell'ambiente. Dal protocollo di Kyoto a tanti regolamenti edili molte sono le norme che mostrano la volont sempre pi di'usa di rendere l'atmosfera pi respirabile: noi ci impegniamo a fare la nostra parte perch crediamo molto nel 'FARE INSIEME' per vincere la grande s'da di un ambiente pi pulito per tutti. Diciamo che la nostra una GRANDE ASPIRAZIONE! LA LEGISLAZIONE LA LEGISLAZIONE 8 Il D.lgs. 81/2008 e s.m.i. (ex D.lgs. 626/94) dedica undici articoli all'argomento 'protezione da atmosfere esplosive' (TITOLO XI): dall'articolo 287 fino al numero 297 (due allegati: XLIX e L). 8 Lo scopo del D.lgs. 81/2008 e s.m.i. la salute e la sicurezza sul posto di lavoro, impegnando il datore di lavoro a fare un'analisi dei pericoli all'interno della sua Azienda (individuazione e la valutazione del pericolo d'esplosione) LA LEGISLAZIONE DECRETO DEL PRESIDENTE DELLA REPUBBLICA 22 ottobre 2001, n.462 Regime di verifica degli impianti di terra LA LEGISLAZIONE NORMATIVA TECNICA ' CLASSIFICAZIONE 8 La serie di norme IEC 60079-10 stabilisce le regole di base per gli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione sia per la presenza di gas che di polveri combustibili, per quanto concerne la classificazione delle aree pericolose, fanno riferimento ad un particolare modello di calcolo, definito IEC zone system NORMATIVA TECNICA ' CLASSIFICAZIONE 8 La serie di norme IEC 60079-10 stabilisce le regole di base per gli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione sia per la presenza di gas che di polveri combustibili, per quanto concerne la classificazione delle aree pericolose, fanno riferimento ad un particolare modello di calcolo, definito IEC zone system NORMATIVA TECNICA ' CLASSIFICAZIONE 8 IEC zone system: questo modello basato sulla determinazione della probabilit di formazione dell'atmosfera esplosiva e la sua persistenza nel tempo all'interno degli ambienti che diventano pertanto parametri fondamentali per la suddivisione in zone pericolose. La procedura di classificazione delle aree, in generale, si pu ricondurre ai seguenti passi:

' individuazione delle sorgenti di emissione (SE); ' assegnazione del grado di emissione alle sorgenti; ' determinazione della portata di emissione del fluido in considerazione (gas,
vapore, liquido bassobollente o altobollente); ' calcolo del volume ipotetico di atmosfera potenzialmente esplosiva (Vz) intorno ad ogni SE; ' calcolo della concentrazione media volumica (Xm%); ' valutazione del tempo di permanenza; ' determinazione del tipo di zona individuata; ' determinazione della forma della zona pericolosa; ' determinazione dell'estensione della zona pericolosa. ' inviluppo delle diverse zone pericolose individuate. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 Si applica ai luoghi in cui vi pu essere il pericolo di accensione dovuto al a presenza di gas o vapori
infiammabili, in miscela con aria in condizioni atmosferiche normali, ma non si applica a: a) miniere con possibile presenza di grisou; b) luoghi di trattamento e produzione di esplosivi; c) guasti catastrofici o malfunzionamenti rari, non compresi nel concetto di anormalit trattato in questa Norma (vedere 3.7.3 e 3.7.4); d) locali adibiti ad uso medico; e) applicazioni in ambiti commerciali e industriali dove il gas combustibile utilizzato solo a bassa pressione, ad esempio, per la cottura dei cibi, il riscaldamento dell'acqua e impieghi similari, e dove l'impianto realizzato nel rispetto di regolamentazioni specifiche del comparto gas; f) ambienti domestici Questa Norma non considera le conseguenze dell'accensione di un'atmosfera esplosiva. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 Questa Norma non considera le conseguenze dell'accensione di un'atmosfera esplosiva. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 4.2 Obiettivi della classificazione dei luoghi In fase di progettazione o con procedure operative idonee, le zone 0 o le zone 1 dovrebbero essere ridotte al minimo, in numero ed in estensione. In altre parole, gli impianti e le instal azioni dovrebbero essere principalmente zona 2 o luoghi non pericolosi. 4.4 Competenza del personale La classificazione dei luoghi dovrebbe essere eseguita da coloro che comprendono a fondo l'importanza ed il significato delle propriet delle sostanze infiammabili, i principi che governano la dispersione dei gas/vapori e da coloro che sono familiari col processo e con le apparecchiature. La competenza della persona deve avere attinenza con la natura dell'impianto e con la metodologia adottata per l'esecuzione della classificazione dei luoghi. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 5.2 Metodo di classificazione tramite sorgenti di emissione Per ciascuna sorgente di emissione, la classificazione pu essere affrontata tramite l'effettuazione di calcoli basati su valutazioni statistiche e numeriche appropriate, relative ai fattori di pertinenza. Con riferimento all'Allegato F, l'approccio tramite sorgente di emissione pu essere riassunto come segue: ' identificazione della sorgente di emissione; ' determinazione della portata di emissione e del grado di emissione, per ogni sorgente, basata sulla frequenza e sulla durata di emissione presumibile; ' valutare le condizioni di ventilazione o diluizione e la relativa efficacia; ' determinare il tipo di zona in base al grado di emissione e all'efficacia della ventilazione o della diluizione; ' determinare l'estensione della zona. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 6.4 Ventilazione (o movimento dell'aria) e diluizione Il movimento dell'aria causato dalla ventilazione naturale o artificiale promuover la dispersione. Portate di ventilazione idonee possono ridurre il tempo di persistenza di un'atmosfera esplosiva per la presenza di gas influenzando cos il tipo di zona. La dispersione o la diffusione di un gas o vapore nell'atmosfera un fattore chiave per la riduzione della concentrazione del gas o del vapore al disotto del limite inferiore d'infiammabilit. La ventilazione e i movimenti dell'aria hanno due funzioni basilari: a) Aumentare la portata di diluizione e promuovere la dispersione per limitare l'estensione del a zona. b) Evitare la persistenza di un'atmosfera esplosiva che potrebbe influenzare il tipo di una zona. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 6.5.4 Grado di diluizione L'efficacia della ventilazione nel controllare la dispersione e la persistenza dell'atmosfera esplosiva dipender dal grado di diluizione, dalla disponibilit di ventilazione e dalla progettazione del sistema. Il grado di diluizione una misura della capacit della ventilazione o delle condizioni atmosferiche di diluire un'emissione ad un livello sicuro. Pertanto, per una ventilazione/condizioni atmosferiche con determinate caratteristiche, ad una emissione pi grande corrisponde un grado di diluizione inferiore, e, per un'emissione di una data entit, ad una portata di ventilazione pi bassa corrisponde un grado di diluizione inferiore. importante distinguere i concetti di 'ventilazione' (il meccanismo attraverso il quale l'aria entra o lascia una stanza o altri luoghi chiusi) e la 'dispersione' (il meccanismo attraverso il quale le nubi di diluiscono). Questi sono concetti assai diversi, e sono entrambi importanti. NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 Sono riconosciuti i tre gradi di diluizione seguenti: a) Diluizione Alta La concentrazione in prossimit della sorgente di emissione si riduce rapidamente e, dopo l'arresto dell'emissione, praticamente non ci sar persistenza. b) Diluizione Media Mentre l'emissione in corso, la concentrazione controllata determinando una zona i cui limiti sono stabili e, dopo l'arresto dell'emissione, l'atmosfera esplosiva per la presenza di gas non persiste in modo ingiustificato. c) Diluizione Bassa Mentre l'emissione in corso la concentrazione significativa, e/o dopo l'arresto dell'emissione, c' una persistenza significativa dell'atmosfera infiammabile. Pi grande la quantit di ventilazione dell'aria rispetto alle possibili portate di emissione,
pi piccola sar l'estensione delle zone (luoghi pericolosi) e pi breve il tempo di persistenza
dell'atmosfera esplosiva.
K'' D''' os_' Grado della Ventilazione j'rr'j'yrr_sKK'OEsR'sRO'''sRsK'sO'''Rs''''OsK_K'''Rs j'yrr_sKK OEsR'sRO'''sRsK sO'''Rs''''OsK_ _sKKO'ROsR''''Rs_''''R''O'OE'''EKs"R'O''s'' K _ ' ' ^or''yrr^NyrNrr'''yrrj^'y''y^rjjrj' ' '^''yrr^rj''yr'y^rjj'r''rr'yrr^rjjr'yrr ' ^or''yrr^rjj'r''''rr'^rjj''oy'r'r''jy''rrjj'oDrr'r NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 NORMATIVA TECNICA ' IMPORTANZA VENTILAZIONE NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 uw [m/s]: velocit del vento ad un'altezza di riferimento specificata oppure della velocit dell'aria
di ventilazione per determinate condizioni di emissione, come applicabile C.3.4 Valutazione della velocit dell'aria di ventilazione ( uw [m/s] ) Per le situazioni al chiuso, il movimento o la velocit dell'aria di ventilazione potrebbe essere stabilita sulla velocit media della velocit del movimento dell'aria causato dalla ventilazione. Questo potrebbe essere calcolato dividendo la portata volumetrica della miscela gas/aria per l'area della sezione trasversale perpendicolare al movimento dell'aria. Questa velocit dell'aria dovrebbe essere ridotta mediante un coefficiente dovuto all'inefficacia della ventilazione oppure dovuto all'ostruzione del movimento dell'aria da parte dei vari oggetti. Se per la determinazione delle velocit dell'aria nelle differenti parti del locale in esame richiesto un dettaglio oppure un'accuratezza particolari, raccomandata la simulazione tramite fluidodinamica computazionale (CFD). Analisi CFD (Computational Fluid Dynamics) RK'N^'N'O'''''RKK'_^'ROO'" NORMATIVA TECNICA ' CEI EN 60079-10-1:2016 C.3.7 Criterio per la disponibilit della ventilazione La disponibilit della ventilazione ha un'influenza sulla presenza e sulla formazione di un'atmosfera esplosiva per la presenza di gas. Dovrebbero essere considerati tre livelli di disponibilit (vedere la Tab. D.1.): ' buona: la ventilazione presente praticamente con continuit; ' adeguata: previsto che la ventilazione sia presente durante il funzionamento normale. Sono ammesse delle interruzioni purch siano poco frequenti e per brevi periodi; ' scarsa: la ventilazione non risponde alle normali prescrizioni di adeguata o buona, ma non previsto che le interruzioni si manifestino per lunghi periodi. La ventilazione artificiale prevista per i luoghi esposti a condizioni di esplosione, di solito, ha
una disponibilit buona perch incorpora mezzi tecnici per fornire un elevato grado di
affidabilit (funzionamento Duty Stand-by o di riserva)
Se stato previsto di prevenire l'emissione della sostanza infiammabile quando la ventilazione
guasta (per esempio, per mezzo del a fermata in automatico del processo), la disponibilit potrebbe
cio essere assunta come buona. NORMATIVA TECNICA ' IMPORTANZA VENTILAZIONE NORMATIVA TECNICA ' IMPORTANZA VENTILAZIONE NORMATIVA TECNICA ' IMPORTANZA VENTILAZIONE NORMATIVA TECNICA ' IMPORTANZA VENTILAZIONE NORMATIVA TECNICA ' ALLEGATI INFORMATIVI Allegato H (informative) Idrogeno Nel caso delle miscele di gas, dove la miscela contiene idrogeno in concentrazione pari o superiore al 30 % in volume, a meno che non siano disponibili altri dati, il gruppo del gas dovrebbe essere considerato come IIC oppure IIB +H2. La classe di temperatura dovrebbe essere quella relativa alla temperatura d'accensione pi bassa di un qualsiasi gas presente nella miscela la cui concentrazione superiore al 3 % La temperatura di accensione dell'idrogeno di 560 'C. Anche se per l'accensione delle miscele di idrogeno in aria sono richieste temperature molto alte, dovrebbero essere prese delle precauzioni per garantire che le perdite di idrogeno non siano esposte a una qualsiasi superficie calda. NORMATIVA TECNICA ' ALLEGATI INFORMATIVI Allegato I (informative) Miscele Ibride Una miscela ibrida una miscela combinata di un gas o vapore infiammabile con una polvere o particelle combustibili (ZONA GAS + POLVERI). Questa miscela ibrida potrebbe comportarsi in modo diverso rispetto al gas/vapore o al a polvere, singolarmente. Il numero di situazioni che potrebbero incontrarsi nel comparto industriale sar estremamente variabile e pertanto non pratico fornire indicazioni specifiche. I.2 Uso della ventilazione L'uso della ventilazione quale misura di controllo richiede di essere attentamente valutata dato che potrebbe ridurre il pericolo dovuto al gas/vapore, ma aumentare il pericolo dovuto al a polvere o avere altri tipi di effetti sui differenti componenti della miscela. I.4 Reazioni chimiche Dovrebbero essere considerate anche le reazioni chimiche che potrebbero manifestarsi tra le sostanze oppure a causa del gas intrappolato nella polvere che potrebbe risultare in un'evoluzione di gas nel processo. NORMATIVA TECNICA PRODOTTO 8 La nuova Direttiva 2014/34/UE non ha comportato particolari cambiamenti ai contenuti tecnici riportati nella Direttiva 94/9/CE, ma ha riportato in modo pi evidente gli obblighi del e varie figure coinvolte nel settore della produzione e commercializzazione dei prodotti destinati ad essere installati in zone a rischio esplosione NORMATIVA TECNICA PRODOTTO NORMATIVA TECNICA PRODOTTO NORMATIVA TECNICA PRODOTTO I VENTILATORI 8 I Ventilatori sono Macchine Idrauliche Operatrici che per mezzo di un elemento rotante dotato di pale forniscono Energia ad un Fluido che li attraversa 8 Classificazione si basa sul a direzione con la quale la Portata d'aria attraversa la girante 8 Ventilatori ASSIALI: il flusso dell'aria parallelo all'asse di rotazione della girante e lo scarico dell'aria nella stessa direzione dell'aria in ingresso 8 Ventilatori CENTRIFUGHI: il flusso del 'aria spinto in direzione radiale rispetto all'asse di rotazione della girante e lo scarico dell'aria a 90 rispetto all'ingresso (l'aria viene espulsa con moto centrifugo) VENTILATORI ASSIALI 8 L'avanzamento del 'aria rettilineo attraverso la girante; l'aumento di pressione provocato al fluido avviene attraverso un'azione diretta della pala (si genera un moto rotatorio del fluido) 8 Vengono impiegati in applicazioni che necessitano di grandi portate d'aria (fino a 175.000 m3/h) con pressioni non troppo elevate (circa 700 Pa max). Caratterizzati da Rendimenti medio alti non sono adatti a lavorare per portate molto differenti da quelle di progetto (si avrebbe un considerevole calo di rendimento) 8 Schemi Flussi Aria / Rotazione Girante 8 Le prestazioni sono adatte per alte o medie portate e per medie o basse pressioni. Il flusso di scarico contiene una componente abbastanza pronunciata di rotazione che riduce il rendimento. Per recuperare questa componente e aumentare il rendimento si inserisce un raddrizzatore palettato a valle della girante VENTILATORI ASSIALI VENTILATORI CENTRIFUGHI PALE AVANTI 8 Le pale hanno la concavit volgente verso il senso di rotazione
8 Sono di piccole/medie dimensioni e sono Economici 8 Hanno rendimenti non particolarmente elevati 8 La Curva Caratteristica presenta una zona di Instabilit Fluidodinamica
8 La Curva di Potenza Meccanica Assorbita sempre crescente (POSSIBILI SOVRACCARICHI)
8 Versione a Doppia Aspirazione (DA) sono composte da due giranti accoppiate in un corpo di larghezza doppio (normalmente impiegate nei ventilatori cassonati o unit trattamento aria) PALE ROVESCE 8 Le pale hanno la concavit volgente in direzione opposta al senso di rotazione
8 Minore numero di pale rispetto al pale avanti 8 Possono sviluppare Pressioni Statiche molto elevate 8 Hanno rendimenti molto elevati (massimo tra il 50% ed il 65% della portata a bocca libera)
8 La Curva Caratteristica stabile 8 La Curva di Potenza Meccanica Assorbita autolimitata (raggiunge il picco nel punto di Max rendimento per poi decrescere)
8 Applicazioni industriali pesanti (aria molto polverosa) 8 La curva del a potenza sale rapidamente, per cui questo ventilatore soggetto a sovraccaricare il motore se lavora sensibilmente oltre il suo valore di portata nominale.
8 un ventilatore usato per trattare grandi volumi d'aria a basse velocit (es. condizionamento) e perci adatto a un'installazione compatta VENTILATORI CENTRIFUGHI PALE AVANTI 8 Le prestazioni sono generalmente adatte per tutte le portate e per tutte le pressioni. In questo tipo le pale possono essere di spessore costante o a profilo alare. Dalle curve caratteristiche si osserva, nel campo di funzionamento normale, una regolare pendenza della caratteristica di pressione VENTILATORI CENTRIFUGHI PALE ROVESCE GRANDEZZE FONDAMENTALI ' POTENZA 8 Un ventilatore, per fornire una Portata d'aria con una determinata Pressione Totale, richiede una certa Potenza Meccanica Pw 8 Questa potenza dipende anche dal rendimento aeraulico del ventilatore ed data dalla seguente formula: [%] 671 , 3 .] . [ ] / [ [%] 100 ] [ ] / [ ] [ 3 3 K K a c mm p h m Q Pa p s m Q W P t VOL t VOL w 8 La Potenza Meccanica Pw viene fornita dal Motore Elettrico, che a sua volta assorbe una certa potenza elettrica dalla Rete Portata [m3/ h] Portata [m3/ s] Diametro [mm] Velocit [m/ s] P. Stat [Pa] P. Din. [Pa] P. Tot [Pa] Rendimento Tot. [%] kW_minino [kW] 3.600 1,20 30.000 8,33 1.000 10,61 500,00 67,55 567,55 60,00 7,883 GRANDEZZE FONDAMENTALI ' RENDIMENTO ''''' 'O''' ^Os''' 'OO' '''''''' 'sR_OsR'' ''''''' I''ORR' 'I'' I''rKs'''O y's's'''' N'''' rRs's'O' ''''' '''''' ''''' '''''' ''''' '''''' ''''' ''''' ''''''''' ''''' '''''' ''''' '''''' ''''' ''''' '''' ''''' ''''''''' ''''''''' ''''oyrr'jr 8 L'energia che un ventilatore riceve dal motore elettrico viene trasferita al fluido che l'attraversa sotto forma di pressione totale (Pt). La pressione totale che un ventilatore pu fornire non per costante, ma varia in funzione della portata secondo la curva caratteristica del ventilatore 8 Un ventilatore, installato in impianto, fornir una portata corrispondente al valore della pressione statica necessaria per vincere la resistenza la moto del fluido nel circuito 8 Disponendo su uno stesso diagramma, sia la curva della pressione statica del ventilatore (curva caratteristica del ventilatore) che quella relativa alla resistenza aeraulica dell'impianto (curva caratteristica dell'impianto o del circuito), il punto di incontro delle due curve sar il Punto di Lavoro 8 Dunque, in un circuito aeraulico, la pressione P da fornire varia con la portata Q e la relazione esistente tra queste due grandezze viene indicata dalla seguente espressione: 2 2 V K Q Kr P Andamento Parabolico della curva caratteristica dell'impianto o del circuito CURVA CARATTERISTICA E PUNTO DI LAVORO ^'oo^''r''yrr 8 I diagrammi di pressione sono la rappresentazione grafica delle pressioni che esistono lungo un sistema aeraulico DIAGRAMMI DI PRESSIONE 8 I diagrammi di pressione sono la rappresentazione grafica delle pressioni che esistono lungo un sistema aeraulico DIAGRAMMI DI PRESSIONE 8 I diagrammi di pressione sono la rappresentazione grafica delle pressioni che esistono lungo un sistema aeraulico GAMMA VENTILATORI ATEX CERTIFICAZIONE VENTILATORI ATEX ' ATTENZIONE!!!!!!!!!!!!! CERTIFICAZIONE VENTILATORI ATEX MAICO ITALIA MARCATURE VENTILATORI ATEX MAICO ITALIA RATING LABEL VENTILATORI ATEX MAICO ITALIA Conclusioni & Contatti


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