JPH08103872A - 耐摩耗性複合管の溶接方法 - Google Patents
耐摩耗性複合管の溶接方法Info
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- JPH08103872A JPH08103872A JP26627794A JP26627794A JPH08103872A JP H08103872 A JPH08103872 A JP H08103872A JP 26627794 A JP26627794 A JP 26627794A JP 26627794 A JP26627794 A JP 26627794A JP H08103872 A JPH08103872 A JP H08103872A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内側に耐摩耗性材料を肉盛した耐摩耗性複合
管を割れ等の生じることなく接合する耐摩耗性複合管の
溶接方法を提供する。 【構成】 ステンレス鋼又は炭素鋼からなる主管12の
内側に耐摩耗性高合金の肉盛部11を設けた耐摩耗性複
合管10と連接部材10との溶接方法であって、主管1
2のみを連接部材10に溶接し、しかもこの溶接部の内
側に位置する主管12には、リング状の切欠き13が予
め形成されている。
管を割れ等の生じることなく接合する耐摩耗性複合管の
溶接方法を提供する。 【構成】 ステンレス鋼又は炭素鋼からなる主管12の
内側に耐摩耗性高合金の肉盛部11を設けた耐摩耗性複
合管10と連接部材10との溶接方法であって、主管1
2のみを連接部材10に溶接し、しかもこの溶接部の内
側に位置する主管12には、リング状の切欠き13が予
め形成されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体の輸送等に用い
られる管に適用可能な耐摩耗性複合管の溶接方法に関す
る。
られる管に適用可能な耐摩耗性複合管の溶接方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】粉粒体を空気輸送する場合には、使用す
る配管の内面が摩耗するので、内側に耐摩耗材を配管肉
盛溶接(PTAと言われる)をすることが行われてい
る。この溶接にあっては、ステンレス鋼又は炭素鋼から
なる主管の内面にプラズマ溶接トーチを挿入し、耐摩耗
性を有し、更に必要に応じて耐熱性、耐蝕性を有する高
合金材の粉末又は棒状素材をプラズマにて溶融して、前
記主管の内面に肉盛している。そして、これらの耐摩耗
性複合管は適当長さで製造され、直接あるいはフランジ
を介して接合して使用されている。
る配管の内面が摩耗するので、内側に耐摩耗材を配管肉
盛溶接(PTAと言われる)をすることが行われてい
る。この溶接にあっては、ステンレス鋼又は炭素鋼から
なる主管の内面にプラズマ溶接トーチを挿入し、耐摩耗
性を有し、更に必要に応じて耐熱性、耐蝕性を有する高
合金材の粉末又は棒状素材をプラズマにて溶融して、前
記主管の内面に肉盛している。そして、これらの耐摩耗
性複合管は適当長さで製造され、直接あるいはフランジ
を介して接合して使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐摩耗
性を重視した高硬度高合金材は肉盛材の伸び特性が低下
し、ほとんど伸びが得られない場合が大部分であり、主
管の内側に肉盛されている高合金材まで溶接しようとす
ると、熱応力によって肉盛された高合金材に割れを生じ
るので、前記主管のみを溶接している。ところが、主管
と肉盛部の接合境界は完全に接合されているので、外側
の主管のみを溶接した場合であっても、肉盛部の材質に
よっては割れが発生する場合があるという問題があっ
た。特に、本発明者は、前記配管肉盛溶接に変わる技術
として、ステンレス鋼又は炭素鋼からなる管の内側に耐
摩耗性(必要に応じて耐熱性、耐蝕性も合わせもった)
高合金粉末をカプセルHIP(熱間等方圧加圧)法によ
って固相焼結する方法を開発し、従来、素材を一旦溶融
させる溶接肉盛法では不可能であった耐摩耗性合金を肉
盛する技術を完成したが、かかる方法によって製造され
た耐摩耗性複合管においては、内側の耐摩耗性合金が熱
応力に敏感で割れやすいという問題があった。本発明は
かかる事情に鑑みてなされたもので、内側に耐摩耗性材
料を肉盛した耐摩耗性複合管を割れ等の生じることなく
接合する耐摩耗性複合管の溶接方法を提供することを目
的とする。
性を重視した高硬度高合金材は肉盛材の伸び特性が低下
し、ほとんど伸びが得られない場合が大部分であり、主
管の内側に肉盛されている高合金材まで溶接しようとす
ると、熱応力によって肉盛された高合金材に割れを生じ
るので、前記主管のみを溶接している。ところが、主管
と肉盛部の接合境界は完全に接合されているので、外側
の主管のみを溶接した場合であっても、肉盛部の材質に
よっては割れが発生する場合があるという問題があっ
た。特に、本発明者は、前記配管肉盛溶接に変わる技術
として、ステンレス鋼又は炭素鋼からなる管の内側に耐
摩耗性(必要に応じて耐熱性、耐蝕性も合わせもった)
高合金粉末をカプセルHIP(熱間等方圧加圧)法によ
って固相焼結する方法を開発し、従来、素材を一旦溶融
させる溶接肉盛法では不可能であった耐摩耗性合金を肉
盛する技術を完成したが、かかる方法によって製造され
た耐摩耗性複合管においては、内側の耐摩耗性合金が熱
応力に敏感で割れやすいという問題があった。本発明は
かかる事情に鑑みてなされたもので、内側に耐摩耗性材
料を肉盛した耐摩耗性複合管を割れ等の生じることなく
接合する耐摩耗性複合管の溶接方法を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の耐摩耗性複合管の溶接方法は、ステンレス鋼又は
炭素鋼からなる主管の内側に耐摩耗性高合金の肉盛部を
設けた耐摩耗性複合管と連接部材との溶接方法であっ
て、前記主管のみを前記連接部材に溶接し、しかもこの
溶接部の内側に位置する該主管には、リング状の切欠き
が予め形成されている。ここで、連接部材とは該耐摩耗
性複合管を接合しようとする対象物で、例えば、他の耐
摩耗性複合管、フランジ、通常の配管等をいう。請求項
2記載の耐摩耗性複合管の溶接方法は、ステンレス鋼又
は炭素鋼からなる主管の内側に耐摩耗性高合金の肉盛部
を設けた耐摩耗性複合管とフランジとの溶接方法であっ
て、前記フランジの内側及び/又は前記主管の外側に部
分的に複数の切欠きを予め形成し、該フランジと前記主
管とを溶接している。そして、請求項3記載の耐摩耗性
複合管の溶接方法は、前記耐摩耗性高合金の肉盛部は、
耐摩耗性高合金粉末をカプセルHIP法によって固相焼
結したもので構成されている。
記載の耐摩耗性複合管の溶接方法は、ステンレス鋼又は
炭素鋼からなる主管の内側に耐摩耗性高合金の肉盛部を
設けた耐摩耗性複合管と連接部材との溶接方法であっ
て、前記主管のみを前記連接部材に溶接し、しかもこの
溶接部の内側に位置する該主管には、リング状の切欠き
が予め形成されている。ここで、連接部材とは該耐摩耗
性複合管を接合しようとする対象物で、例えば、他の耐
摩耗性複合管、フランジ、通常の配管等をいう。請求項
2記載の耐摩耗性複合管の溶接方法は、ステンレス鋼又
は炭素鋼からなる主管の内側に耐摩耗性高合金の肉盛部
を設けた耐摩耗性複合管とフランジとの溶接方法であっ
て、前記フランジの内側及び/又は前記主管の外側に部
分的に複数の切欠きを予め形成し、該フランジと前記主
管とを溶接している。そして、請求項3記載の耐摩耗性
複合管の溶接方法は、前記耐摩耗性高合金の肉盛部は、
耐摩耗性高合金粉末をカプセルHIP法によって固相焼
結したもので構成されている。
【0005】
【作用】請求項1記載の耐摩耗性複合管の溶接方法にお
いては、主管のみを前記連接部材に溶接するようにして
いるので、肉盛部が直接溶融することがない。そして、
主管の溶接部の内側にはリング状の切欠きが予め形成さ
れているので、内側の肉盛部に熱応力が直接伝わらず、
更に溶接部の凝固時に発生する収縮応力が直接には伝わ
らないので、肉盛部に割れが発生しにくい。従って、切
欠きの半径方向の幅は極めて小さくてもよいが、管長さ
方向の深さは溶接部の深さと略同等かそれ以上あるのが
好ましい。請求項2記載の耐摩耗性複合管の溶接方法に
おいては、耐摩耗性複合管にフランジを溶接するに当た
って、フランジの内側及び/又は主管の外側に部分的に
複数の切欠きを予め形成し、該フランジを前記主管と溶
接しているので、凝固時に発生する熱応力が円周方向に
伝わらず、従って、溶接部の収縮によって耐摩耗性高合
金からなる肉盛部に生ずる引っ張り応力が緩和され、こ
れによって割れが生じにくい。そして、特に請求項3記
載の耐摩耗性複合管の溶接方法においては、耐摩耗性高
合金粉末をカプセルHIP法によって固相焼結したもの
であるから、溶接肉盛したものに比較して、更に硬い肉
盛部を得ることが可能で、この場合、溶接する主管ある
いはフランジに円周方向あるいは半径方向の切欠きをそ
れぞれ形成することによって、肉盛部を割れにくくする
ことができる。
いては、主管のみを前記連接部材に溶接するようにして
いるので、肉盛部が直接溶融することがない。そして、
主管の溶接部の内側にはリング状の切欠きが予め形成さ
れているので、内側の肉盛部に熱応力が直接伝わらず、
更に溶接部の凝固時に発生する収縮応力が直接には伝わ
らないので、肉盛部に割れが発生しにくい。従って、切
欠きの半径方向の幅は極めて小さくてもよいが、管長さ
方向の深さは溶接部の深さと略同等かそれ以上あるのが
好ましい。請求項2記載の耐摩耗性複合管の溶接方法に
おいては、耐摩耗性複合管にフランジを溶接するに当た
って、フランジの内側及び/又は主管の外側に部分的に
複数の切欠きを予め形成し、該フランジを前記主管と溶
接しているので、凝固時に発生する熱応力が円周方向に
伝わらず、従って、溶接部の収縮によって耐摩耗性高合
金からなる肉盛部に生ずる引っ張り応力が緩和され、こ
れによって割れが生じにくい。そして、特に請求項3記
載の耐摩耗性複合管の溶接方法においては、耐摩耗性高
合金粉末をカプセルHIP法によって固相焼結したもの
であるから、溶接肉盛したものに比較して、更に硬い肉
盛部を得ることが可能で、この場合、溶接する主管ある
いはフランジに円周方向あるいは半径方向の切欠きをそ
れぞれ形成することによって、肉盛部を割れにくくする
ことができる。
【0006】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図1は本発明の第1の実施例に係る耐摩耗
性複合管の溶接方法を示す断面図、図2は本発明の第2
の実施例に係る耐摩耗性複合管の溶接方法を示す断面
図、図3は本発明の第3の実施例に係る耐摩耗性複合管
の溶接方法を示す説明図である。
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図1は本発明の第1の実施例に係る耐摩耗
性複合管の溶接方法を示す断面図、図2は本発明の第2
の実施例に係る耐摩耗性複合管の溶接方法を示す断面
図、図3は本発明の第3の実施例に係る耐摩耗性複合管
の溶接方法を示す説明図である。
【0007】図1は本発明の第1の実施例に係る耐摩耗
性複合管の溶接方法によって溶接された耐摩耗性複合管
10を示す。図に示すように、内側に耐摩耗性高合金か
らなる肉盛部11が形成された耐摩耗性複合管10の突
き合わせ溶接に先立って、主管12の接合端部の内径側
にリング状の切欠き13を形成すると共にその周囲に適
当な開先(この場合は、V開先)を形成する。前記切欠
き13の幅(e)は小さくてもよいが、その深さ(d)
は溶接部の片幅(W/2)の0.8〜1.5倍程度とす
るのが好ましい。この後、接合しようとする連接部材の
一例である耐摩耗性複合管10を突き合わせて、適当に
仮付けを行い、円周溶接を行う。
性複合管の溶接方法によって溶接された耐摩耗性複合管
10を示す。図に示すように、内側に耐摩耗性高合金か
らなる肉盛部11が形成された耐摩耗性複合管10の突
き合わせ溶接に先立って、主管12の接合端部の内径側
にリング状の切欠き13を形成すると共にその周囲に適
当な開先(この場合は、V開先)を形成する。前記切欠
き13の幅(e)は小さくてもよいが、その深さ(d)
は溶接部の片幅(W/2)の0.8〜1.5倍程度とす
るのが好ましい。この後、接合しようとする連接部材の
一例である耐摩耗性複合管10を突き合わせて、適当に
仮付けを行い、円周溶接を行う。
【0008】前記溶接によって発生する熱は切欠き13
があるので、内側の肉盛部11には伝わりにくく、ま
た、円周溶接を行うと凝固に伴って溶接金属が縮むが、
切欠き13が形成されている外側の金属が塑性変形する
ため熱及び凝固収縮による応力伝達も軽減されて、肉盛
部11に割れが生じないことになる。なお、主管12の
厚みが厚い場合で、必要がある場合にはこの切欠き13
の部分に短管からなるバッキングプレートを入れ込むこ
とも可能である。
があるので、内側の肉盛部11には伝わりにくく、ま
た、円周溶接を行うと凝固に伴って溶接金属が縮むが、
切欠き13が形成されている外側の金属が塑性変形する
ため熱及び凝固収縮による応力伝達も軽減されて、肉盛
部11に割れが生じないことになる。なお、主管12の
厚みが厚い場合で、必要がある場合にはこの切欠き13
の部分に短管からなるバッキングプレートを入れ込むこ
とも可能である。
【0009】図2には、本発明の第2の実施例に係る耐
摩耗性複合管の溶接方法によって溶接されたフランジ1
5と耐摩耗性複合管10とを示すが、予め耐摩耗性複合
管10の主管12の端面にリング状の切欠き16を形成
しておく。この切欠き16の深さ(d1 )は、溶接部1
7の開先の深さ(D)の0.8〜1.5程度とするのが
好ましい。これによって、溶接部17からの熱が緩和さ
れると共に、熱応力が緩和されて、耐摩耗性高合金から
なる肉盛部11に割れが発生しにくい。
摩耗性複合管の溶接方法によって溶接されたフランジ1
5と耐摩耗性複合管10とを示すが、予め耐摩耗性複合
管10の主管12の端面にリング状の切欠き16を形成
しておく。この切欠き16の深さ(d1 )は、溶接部1
7の開先の深さ(D)の0.8〜1.5程度とするのが
好ましい。これによって、溶接部17からの熱が緩和さ
れると共に、熱応力が緩和されて、耐摩耗性高合金から
なる肉盛部11に割れが発生しにくい。
【0010】図3(A)、(B)には、本発明の第3の
実施例に係る耐摩耗性複合管の溶接方法によって溶接さ
れたフランジ18と耐摩耗性複合管10の溶接状況を示
すが、フランジ18のその内側から放射状に切欠き19
が形成されている。この切欠き19の幅(a)は刃物が
入る程度で十分(従って、小さくてもよい)であり、半
径方向長さ(b)は溶接部20の幅(B)の1〜2倍程
度が好ましい。これは溶接によってその熱影響部も縮む
からである。また、その深さも同一の理由から溶接部2
0の深さ(C)の1〜2倍程度以上が好ましい。
実施例に係る耐摩耗性複合管の溶接方法によって溶接さ
れたフランジ18と耐摩耗性複合管10の溶接状況を示
すが、フランジ18のその内側から放射状に切欠き19
が形成されている。この切欠き19の幅(a)は刃物が
入る程度で十分(従って、小さくてもよい)であり、半
径方向長さ(b)は溶接部20の幅(B)の1〜2倍程
度が好ましい。これは溶接によってその熱影響部も縮む
からである。また、その深さも同一の理由から溶接部2
0の深さ(C)の1〜2倍程度以上が好ましい。
【0011】これによって、溶接完了後に溶接金属が凝
固することによって発生する収縮応力が円周方向に伝わ
らず、従って、内側の耐摩耗性複合管10に大きな引っ
張り応力が発生しないので、耐摩耗性高合金からなる肉
盛部21に割れが生じない。前記実施例は、フランジ1
8に切欠き19を設けたが、場合によっては主管12の
外側に切欠きを設けることも可能である。
固することによって発生する収縮応力が円周方向に伝わ
らず、従って、内側の耐摩耗性複合管10に大きな引っ
張り応力が発生しないので、耐摩耗性高合金からなる肉
盛部21に割れが生じない。前記実施例は、フランジ1
8に切欠き19を設けたが、場合によっては主管12の
外側に切欠きを設けることも可能である。
【0012】なお、第3の実施例に係る耐摩耗性複合管
の溶接方法においては、内側の耐摩耗性高合金からなる
肉盛部21への熱伝導は大きく変わらないので、前記第
1、及び第2の実施例に使用した肉盛部11より、熱応
力による割れ性が鈍い部材に対して適用される。また、
本発明は内側に耐摩耗性材料が溶接肉盛された耐摩耗性
複合管に適用されることは当然として、カプセルHIP
法を用いて製造した耐摩耗性複合管であっても適用可能
である。このカプセルHIP法を用いた耐摩耗性複合管
は、一端が閉塞された主管の内側に中子を配置し、該中
子と主管との隙間に耐熱・耐摩耗性高合金の粉末(例え
ば、ステライト粉末)を充填し、全体をカプセルにて密
封した後脱気し、1000〜1200℃、1000〜1
500気圧、1〜4時間程度保持して充填した粉末を焼
結すると共に、主管の内側に拡散接合させたものであ
り、これによって従来の溶接肉盛に比較して更に高硬度
の材料を肉盛可能となる。更に、前記実施例はHIP法
による複合管について述べたが、本発明は他の内面肉盛
法、例えば、PTA溶接肉盛法、溶射法において製造さ
れる複合管であっても本発明は適用される。
の溶接方法においては、内側の耐摩耗性高合金からなる
肉盛部21への熱伝導は大きく変わらないので、前記第
1、及び第2の実施例に使用した肉盛部11より、熱応
力による割れ性が鈍い部材に対して適用される。また、
本発明は内側に耐摩耗性材料が溶接肉盛された耐摩耗性
複合管に適用されることは当然として、カプセルHIP
法を用いて製造した耐摩耗性複合管であっても適用可能
である。このカプセルHIP法を用いた耐摩耗性複合管
は、一端が閉塞された主管の内側に中子を配置し、該中
子と主管との隙間に耐熱・耐摩耗性高合金の粉末(例え
ば、ステライト粉末)を充填し、全体をカプセルにて密
封した後脱気し、1000〜1200℃、1000〜1
500気圧、1〜4時間程度保持して充填した粉末を焼
結すると共に、主管の内側に拡散接合させたものであ
り、これによって従来の溶接肉盛に比較して更に高硬度
の材料を肉盛可能となる。更に、前記実施例はHIP法
による複合管について述べたが、本発明は他の内面肉盛
法、例えば、PTA溶接肉盛法、溶射法において製造さ
れる複合管であっても本発明は適用される。
【0013】
【発明の効果】請求項1〜3記載の耐摩耗性複合管は、
以上の説明からも明らかなように、内部に肉盛された耐
摩耗性高合金からなる肉盛部に割れ等を生じさせること
なく、溶接が行える。従って、耐摩耗性複合管の長尺化
が可能となり、粉粒体の輸送に対しては際立ったメリッ
トを有する。
以上の説明からも明らかなように、内部に肉盛された耐
摩耗性高合金からなる肉盛部に割れ等を生じさせること
なく、溶接が行える。従って、耐摩耗性複合管の長尺化
が可能となり、粉粒体の輸送に対しては際立ったメリッ
トを有する。
【図1】本発明の第1の実施例に係る耐摩耗性複合管の
溶接方法を示す断面図である。
溶接方法を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る耐摩耗性複合管の
溶接方法を示す断面図である。
溶接方法を示す断面図である。
【図3】本発明の第3の実施例に係る耐摩耗性複合管の
溶接方法を示す説明図である。
溶接方法を示す説明図である。
10 耐摩耗性複合管 11 耐摩耗性高合金からなる肉盛部 12 主管 13 切欠き 15 フランジ 16 切欠き 17 溶接部 18 フランジ 19 切欠き 20 溶接部 21 耐摩耗性高合金からなる肉盛部
Claims (3)
- 【請求項1】 ステンレス鋼又は炭素鋼からなる主管の
内側に耐摩耗性高合金の肉盛部を設けた耐摩耗性複合管
と連接部材との溶接方法であって、 前記主管のみを前記連接部材に溶接し、しかもこの溶接
部の内側に位置する該主管には、リング状の切欠きが予
め形成されていることを特徴とする耐摩耗性複合管の溶
接方法。 - 【請求項2】 ステンレス鋼又は炭素鋼からなる主管の
内側に耐摩耗性高合金の肉盛部を設けた耐摩耗性複合管
とフランジとの溶接方法であって、 前記フランジの内側及び/又は前記主管の外側に部分的
に複数の切欠きを予め形成し、該フランジと前記主管と
を溶接することを特徴とする耐摩耗性複合管の溶接方
法。 - 【請求項3】 前記耐摩耗性高合金の肉盛部は、耐摩耗
性高合金粉末をカプセルHIP法によって固相焼結した
ものである請求項1又は2記載の耐摩耗性複合管の溶接
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26627794A JPH08103872A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 耐摩耗性複合管の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26627794A JPH08103872A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 耐摩耗性複合管の溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08103872A true JPH08103872A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17428730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26627794A Pending JPH08103872A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 耐摩耗性複合管の溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08103872A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1527844A1 (de) * | 2003-10-30 | 2005-05-04 | Alcan Technology & Management AG | Verbindung bestehend aus Verbundwerkstoffen mit einer teilweise abgeschmolzenen Nahtschweissen und Verfahren zur Ausbildung einer solchen Verbindung |
CN102528244A (zh) * | 2012-02-14 | 2012-07-04 | 中国海洋石油总公司 | 双金属复合海管的半自动钨极氩弧焊接工艺方法 |
CN103026100A (zh) * | 2010-06-01 | 2013-04-03 | 丰田自动车株式会社 | 车辆用起动机齿圈 |
CN103358036A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-10-23 | 大连三高集团有限公司 | 一种不锈钢复合管焊接工艺 |
CN103624376A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 西安向阳航天材料股份有限公司 | 端部带转接环的两根双金属复合管端部对焊方法 |
CN104493330A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-04-08 | 中国石油天然气集团公司 | 一种双金属复合管环焊缝对焊焊接方法 |
JP2016065582A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 富士重工業株式会社 | 車両用差動装置の溶接構造 |
CN106670670A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-17 | 云南昆钢钢结构股份有限公司 | 不锈钢-碳钢复合管环形封底焊接方法 |
CN110216357A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-10 | 中钢不锈钢管业科技山西有限公司 | 一种双金属复合焊管的制造方法 |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP26627794A patent/JPH08103872A/ja active Pending
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