KR100607604B1 - Superhigh speed hardening type anti-abrasive material for a pump casing and the coating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재 및 그 내마모재의 도포방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입하고 운반하는 펌프의 케이싱 내벽에 내마모성이 뛰어나며, 접착력과 내화학성이 우수할 뿐만 아니라, 저온에서도 작업이 가능하여 보수와 시공이 용이한 초속경화형 조성물을 도포함으로써 상기 초속경화형 조성물에 의해 모래, 진흙, 석탄 등의 펌핑시 흡입 충격을 완화하여 펌프 케이싱 내벽의 내구성을 높일 수 있도록 하는 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재 및 그 내마모재의 도포방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrafast curing wear resistant material applied to a pump casing and a method of applying the wear resistant material, and more particularly, has excellent wear resistance on the inner wall of a casing of a pump for sucking and transporting sand, mud, coal, and the like. It is excellent in chemical and chemical resistance, and it is possible to work at low temperature so that it is easy to repair and install. By applying the super-curable composition, the super-curable composition relieves the suction shock when pumping sand, mud, coal, etc. It relates to an ultra-fast curing wear resistant material and a method of applying the wear resistant material applied to the pump casing to increase the durability of the.
또한, 본 발명은 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%의 경화제 용액인 P액을 구비하고, 신장율과 인장강도를 조절하기 위한 폴리옥시프로필렌디아민 58~42wt%와, 경화시간을 조정하기 위한 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민 7~9wt%와, 각 성분들의 가교반응을 증가시켜 주기위해 첨가제로 사용되는 폴리디에틸톨루엔디아민 5~7wt%와, 경화 물성 중 겔화 시간 즉 경화시간을 조정하고 신율을 증가시켜 주는 폴리디페닐트리아민 21~27wt%와, 색상을 나타내기 위한 안료 2~5wt%와, 상기 원료간의 혼합을 원활하게 시켜주고 도포시 소지와의 접착력을 증가시켜 주는 실란커플링제의 접착증진제 1~2wt%와, 내마모성을 가지기 위한 나노입자의 필러 6~8wt%의 비율로 혼합되는 수지용액인 R액을 구비하고, 상기 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액을 1:1의 비율로 혼합하여서 된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention comprises a P liquid which is a curing agent solution of 13 to 17% NCO methylene diisocyanate 100 wt%, polyoxypropylene diamine 58 to 42 wt% for adjusting elongation and tensile strength, and molecular weight for adjusting the curing time 7 ~ 9wt% of polyethertriamine of 5,000, 5 ~ 7wt% of polydiethyltoluenediamine used as an additive to increase the crosslinking reaction of each component, and adjust the gelation time or curing time in the curing properties Adhesion of 21 ~ 27wt% of polydiphenyltriamine to increase, 2 ~ 5wt% of pigment to express color, and silane coupling agent to facilitate the mixing between the raw materials and increase the adhesion to the substrate when applied 1 to 2 wt% of the enhancer and R solution as the resin solution to be mixed at a ratio of 6 to 8 wt% of the fillers of the nanoparticles for wear resistance, and the P solution as the curing agent solution and the R solution as the resin solution are 1: 1. In proportion Characterized in that a.
또한, 본 발명은 펌프케이싱 내벽면 전체 둘레에 비정상적인 흡입물질에 의한 손상으로부터 펌프케이싱 내벽면 보호를 위해 철망을 용접으로 고정 부착하는 철망설치공정과, 상기 철망설치공정 후, 펌프케이싱 내벽면에 잔존하는 녹 등의 이물질과 철망 용접시 발생된 슬러그 제거하고 거칠기를 형성하는 샌드블래스팅공과, 상기 샌드블래스팅공정 후, 펌프케이싱 내벽면에 남아있는 먼지를 제거하기 위해 세척 및 건조하고, 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 마스킹작업을 행하는 세척 및 마스킹공정과, 상기 세척 및 마스킹공정 후, 프라이머를 30~50㎛ 두께로 도포 및 건조하여 이 후에 도포되는 내마모성 초속경화형 조성물이 펌프케이싱 내벽면과 철망에 부착이 용이하도록 하는 프라이머도포공정과, 상기 프라이머 도포공정 후, 고압 스프레이기기로서 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%의 경화제 용액인 P액과, 폴리옥시프로필렌디아민 58~42wt%, 폴리에테르트리아민 7~9wt%, 폴리디에틸톨루엔디아민 5~7wt%, 폴리디페닐트리아민 21~27wt%, 안료 2~5wt%, 실란커플링제의 접착증진제 1~2wt%, 필러 6~8wt%의 비율로 혼합된 R액을 1:1 비율로 동시에 분사하는 초속경화형 내마모재 분사공정과, 상기 초속경화형 내마모재 분사공정 후, 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 부착한 마스킹테이프를 제거하는 마스킹제거공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a wire mesh installation step of fixing the wire mesh by welding to protect the pump casing inner wall surface from damage due to abnormal suction material around the entire pump casing inner wall surface, and after the wire mesh installation process, remaining on the pump casing inner wall surface Sandblasting hole to remove the slugs generated during welding of the wire mesh with the foreign matter such as rust and to form a roughness, and after the sandblasting process, to remove the dust remaining on the inner wall of the pump casing, and to remove the unnecessary parts Washing and masking process for masking to prevent coating, and after the washing and masking process, the primer is applied and dried to a thickness of 30 to 50 μm, and then the wear-resistant ultra-fast curing composition applied to the pump casing inner wall and wire mesh High pressure spraying after primer coating process and primer coating process for easy attachment As a device, P liquid which is a curing agent solution of 13 to 17% NCO methylene diisocyanate 100 wt%, polyoxypropylene diamine 58 to 42 wt%, polyethertriamine 7 to 9 wt%, polydiethyltoluenediamine 5 to 7 wt%, polydi Ultra-fast curing wear resistance that simultaneously sprays R liquid mixed at a ratio of 21 to 27 wt% of phenyltriamine, 2 to 5 wt% of pigment, 1 to 2 wt% of silane coupling agent, and 6 to 8 wt% of filler After the re-injection step and the ultra-fast curing wear-resistant material injection step, characterized in that the masking removal step of removing the masking tape attached to prevent the coating of the unnecessary portion.
Description
본 발명은 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재 및 그 내마모재의 도포방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입하고 운반하는 펌프(이하 '이송펌프'라 총칭함)의 케이싱 내벽에 내마모성이 뛰어나며, 접착력과 내화학성이 우수할 뿐만 아니라, 저온에서도 작업이 가능하여 보수와 시공이 용이한 초속경화형 조성물을 도포함으로써 상기 초속경화형 조성물에 의해 모래, 진흙, 석탄 등의 펌핑시 흡입 충격을 완화하여 펌프 케이싱 내벽의 내구성을 높일 수 있도록 하는 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재 및 그 내마모재의 도포방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-fast curing wear resistant material and a method of applying the wear resistant material applied to a pump casing, and more specifically, a pump for sucking and transporting sand, mud, coal, and the like (hereinafter, referred to as a transfer pump). It is excellent in abrasion resistance, excellent adhesion and chemical resistance to the inner wall of the casing, and can be worked even at low temperatures, so that it is easy to repair and install. The present invention relates to an ultra-fast curing wear resistant material and a method of applying the wear resistant material applied to a pump casing to relieve suction shock during pumping to increase durability of a pump casing inner wall.
일반적으로 이송펌프를 사용하여 고압으로 모래, 진흙, 석탄 등을 채취 후 이송할 경우 펌프케이싱 내벽과의 충돌이 발생하게 되며, 이러한 충돌이 지속적으로 일어날 경우 펌프케이싱은 쉽게 마모되거나 크랙이 형성되어 수명을 단축시키는 요인이 됨에 따라 고가의 펌프케이싱을 주기적으로 교체하여야 하는 문제점이 있는 것이다.In general, when the sand, mud, coal, etc. are collected and transported at high pressure using a transfer pump, collision with the inner wall of the pump casing occurs. If such a collision occurs continuously, the pump casing is easily worn or cracked, resulting in long service life. As a factor of shortening, there is a problem that the expensive pump casing should be replaced periodically.
상기의 문제점을 해소하기 위해 종래에는 펌프케이싱 내부에 현무암(BASALT)이나 크롬(CROM)강, 세라믹 라이닝, 라바 라이닝 등을 저온 용접 방법으로 부착하여 사용하고 있으나, 이러한 방법을 사용할 경우 내마모성은 어느 정도 향상될 수 있지만 모래, 진흙, 석탄 등의 강도가 있는 물질이 운반될 때 발생되는 충격이 전술한 현무암, 크롬강, 세라믹 라이닝, 라바 라이닝 등에 그대로 전달됨에 따라 내마모성이 저하됨은 물론, 크랙이 형성되거나 파손이 쉽게 발생됨으로써 교체주기가 짧고, 시공 비용과 기간이 많이 소요되는 등 많은 문제점이 있는 것이다.In order to solve the above problems, conventionally, basal (BASALT), chromium (CROM) steel, ceramic lining, and lava lining are attached to the inside of the pump casing by using a low temperature welding method. Although it can be improved, the impact generated when transporting materials with high strength such as sand, mud, coal, etc. is transmitted to the basalt, chrome steel, ceramic lining, and lava lining as described above. This easily occurs because the replacement cycle is short, there are many problems such as a lot of construction cost and time.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트를 주성분으로 하는 경화제용액(이하 '피액(P액)'이라한다)과, 폴리옥시프로필렌디아민 및 폴리디에틸톨루엔디아민을 주성분으로 하는 수지용액(이하 '알액(R액)이라한다)으로 이루어진 펌프 케이싱의 내마모성 초속경화형 조성물을 제조하고, 이 조성물을 펌프케이싱 내벽에 도포함으로써 이송펌프가 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출할 경우 상기 폴리우레아 조성물이 충격을 흡수함에 따라 펌프케이싱 내벽을 보호하게 되어 수명을 연장하도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.In order to solve the above problems, the present invention uses a curing agent solution (hereinafter referred to as 'liquid solution (P liquid)') containing 13-17% NCO methylene diisocyanate as its main component, and polyoxypropylene diamine and polydiethyltoluenediamine. A wear resistant ultrafast curing type composition of a pump casing composed of a resin solution (hereinafter referred to as an 'liquid solution (R liquid)) as a main component is applied to the pump casing, and the transfer pump sucks sand, mud, coal and the like. When discharging, the polyurea composition protects the inner wall of the pump casing as it absorbs an impact, and the technical task is to prolong the service life.
또한, 본 발명은 P액과 R액으로 이루어진 초속경화형 폴리우레아 조성물을 펌프케이싱 내벽에 특정 시공방법에 의해 도포하고, 이 조성물을 상층, 중층, 하층의 색상을 서로 다르게 함으로써 어느 정도 마모가 일어났는지의 마모 진행사항을 육안으로 확인이 가능하게 함과 동시에 교체주기 및 덧씌움의 시기를 인지할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention is applied to the super fast curing polyurea composition consisting of P liquid and R liquid on the inner wall of the pump casing by a specific construction method, and how much wear occurred by varying the color of the upper layer, the middle layer, and the lower layer. The technical task is to make it possible to visually check the progress of wear and to recognize the replacement cycle and the timing of the overlay.
본 발명은 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%의 경화제 용액인 P액을 구비하고, 신장율과 인장강도를 조절하기 위한 폴리옥시프로필렌디아민 58~42wt%와, 경화시간을 조정하기 위한 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민 7~9wt%와, 각 성분들의 가교반응을 증가시켜 주기위해 첨가제로 사용되는 폴리디에틸톨루엔디아민 5~7wt%와, 경화 물성 중 겔화 시간 즉 경화시간을 조정하고 신율을 증가시켜 주는 폴리디페닐트리아민 21~27wt%와, 색상을 나타내기 위한 안료 2~5wt%와, 상기 원료간의 혼합을 원활하게 시켜주고 도포시 소지와의 접착력을 증가시켜 주는 실란커플링제의 접착증진제 1~2wt%와, 내마모성을 가지기 위한 나노입자의 필러 6~8wt%의 비율로 혼합되는 수지용액인 R액을 구비하고, 상기 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액을 1:1의 비율로 혼합하여서 된 것에 특징이 있다.The present invention comprises P liquid which is a curing agent solution of 13 wt% to 17% NCO methylene diisocyanate 100 wt%, polyoxypropylenediamine 58 to 42 wt% for adjusting elongation and tensile strength, and molecular weight 5,000 for adjusting curing time. Polyethertriamine 7 ~ 9wt%, polydiethyltoluenediamine 5 ~ 7wt% used as an additive to increase the crosslinking reaction of each component, and the gelation time in curing properties, that is, curing time is increased and elongation is increased Adhesion promoter of silane coupling agent that gives 21 ~ 27wt% of polydiphenyltriamine, 2 ~ 5wt% of pigment to express color, and smoothly mixes the above raw materials and increases adhesion to the base when applied. And R liquid, which is a resin solution mixed at a ratio of 2 wt% to 6-8 wt% of fillers of nanoparticles for wear resistance, and a P solution, which is the curing agent solution, and an R liquid, which is a resin solution, in a ratio of 1: 1. Mixed To is characterized.
또한, 본 발명은 펌프케이싱 내벽면 전체 둘레에 비정상적인 흡입물질에 의한 손상으로부터 펌프케이싱 내벽면 보호를 위해 철망을 용접으로 고정 부착하는 철망설치공정과, 상기 철망설치공정 후, 펌프케이싱 내벽면에 잔존하는 녹 등의 이물질과 철망 용접시 발생된 슬러그 제거하고 거칠기를 형성하는 샌드블래스팅공과, 상기 샌드블래스팅공정 후, 펌프케이싱 내벽면에 남아있는 먼지를 제거하기 위해 세척 및 건조하고, 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 마스킹작업을 행하는 세척 및 마스킹공정과, 상기 세척 및 마스킹공정 후, 프라이머를 30~50㎛ 두께로 도포 및 건조하여 이 후에 도포되는 내마모성 초속경화형 조성물이 펌프케이싱 내벽면과 철망에 부착이 용이하도록 하는 프라이머도포공정과, 상기 프라이머 도포공정 후, 고압 스프레이기기로서 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%의 경화제 용액인 P액과, 폴리옥시프로필렌디아민 58~42wt%, 폴리에테르트리아민 7~9wt%, 폴리디에틸톨루엔디아민 5~7wt%, 폴리디페닐트리아민 21~27wt%, 안료 2~5wt%, 실란커플링제의 접착증진제 1~2wt%, 필러 6~8wt%의 비율로 혼합된 R액을 1:1 비율로 동시에 분사하는 초속경화형 내마모재 분사공정과, 상기 초속경화형 내마모재 분사공정 후, 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 부착한 마스킹테이프를 제거하는 마스킹제거공정으로 이루어지는 것에 특징이 있다.In addition, the present invention is a wire mesh installation step of fixing the wire mesh by welding to protect the pump casing inner wall surface from damage due to abnormal suction material around the entire pump casing inner wall surface, and after the wire mesh installation process, remaining on the pump casing inner wall surface Sandblasting hole to remove the slugs generated during welding of the wire mesh with the foreign matter such as rust and to form a roughness, and after the sandblasting process, to remove the dust remaining on the inner wall of the pump casing, and to remove the unnecessary parts Washing and masking process for masking to prevent coating, and after the washing and masking process, the primer is applied and dried to a thickness of 30 to 50 μm, and then the wear-resistant ultra-fast curing composition applied to the pump casing inner wall and wire mesh High pressure spraying after primer coating process and primer coating process for easy attachment As a device, P liquid which is a curing agent solution of 13 to 17% NCO methylene diisocyanate 100 wt%, polyoxypropylene diamine 58 to 42 wt%, polyethertriamine 7 to 9 wt%, polydiethyltoluenediamine 5 to 7 wt%, polydi Ultra-fast curing wear resistance that simultaneously sprays R liquid mixed at a ratio of 21 to 27 wt% of phenyltriamine, 2 to 5 wt% of pigment, 1 to 2 wt% of silane coupling agent, and 6 to 8 wt% of filler After the re-injection step and the ultra-fast curing wear-resistant material injection step, characterized in that the masking removal step of removing the masking tape attached to prevent the coating of unnecessary parts.
이하 본 발명에 따른 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재의 제조공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing process of the super fast curing wear-resistant material applied to the pump casing according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재는 경화제용액인 P액과, 수지용액인 R액으로 구성된다.First, the ultra-fast curing wear resistant material applied to the pump casing according to the present invention is composed of P liquid, which is a curing agent solution, and R liquid, which is a resin solution.
상기 경화제용액인 P액은 내후성, 신장율 등 전체 물성을 좌우하는 재료로서 엔씨오(NCO) 함유량이 13~17%인 메틸렌 디이소시아네이트(Methylene diisocyanate) 100wt%로 이루어진다.The P liquid, which is the curing agent solution, is made of 100 wt% of methylene diisocyanate having an NCO content of 13 to 17% as a material that influences overall physical properties such as weather resistance and elongation.
여기서 메틸렌 디이소시아네이트는 전체 경도와 내후성, 신장율 등 물성을 좌우하는 재료로 N=C=O결합(이하 'NCO'라함)을 사용하였으며, NCO 함유량이 높아질수록 경화 후 도막의 경도는 높아지고, NCO 함유량이 낮아질수록 경화 후 도막의 경도는 낮아지는 것으로서, 이러한 NCO 함유량은 13~18% 이내가 적당하다.The methylene diisocyanate used N = C = O bond (hereinafter referred to as 'NCO') as a material that influences physical properties such as overall hardness, weather resistance, and elongation rate.The higher the NCO content, the higher the hardness of the coating film after curing, and the NCO content. The lower the hardness, the lower the hardness of the coating after curing, and such NCO content is suitably within 13 to 18%.
그 이유로서는, NCO 함유량이 13% 이하로 되면 도막이 보다 소프트(soft)하게 되어 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출할 경우 충격과 마찰에 의해 쉽게 마모되는 현상이 발생되며, 18% 초과되면 보다 하드(hard)하게 되어 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출할 경우 충격을 흡수하지 못함은 물론, 충격이 가해질 경우 도막에 크랙이나 부스러지는 현상이 발생하고, 부착상태가 불량하게 됨으로써 NCO 함유량이 13~18%의 사용이 적정하다.The reason for this is that when the NCO content is 13% or less, the coating becomes softer, and when the sand, mud, coal, and the like are inhaled and discharged, the wear and tear occurs easily due to impact and friction. When it is hard, it does not absorb shock when inhaling and discharging sand, mud, coal, etc., and when the impact is applied, cracks or chipping occurs in the coating film, and the adhesion state is poor, resulting in an NCO content. 13-18% of use is appropriate.
본 발명에서는 여러 경우를 들어 실험한 결과 펌프케이싱 내벽에 도포하여 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출할 경우 충격을 최적으로 흡수하기 위해서는 15.4% NCO 메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다.In the present invention, as a result of experiments, it was found that it is most preferable to use 15.4% NCO methylene diisocyanate in order to optimally absorb the impact when the sand, mud, coal and the like are applied to the inner wall of the pump casing to inhale and discharge the sand.
상기 수지용액인 R액은 신장율과 인장강도를 조절하기 위한 폴리옥시프로필렌디아민(polyoxypropylenediamine) 58~42wt%와, 경화시간을 조정하기 위한 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민(polyethertriamine) 7~9wt%와, 각 성분들의 가교반응을 증가시켜 주기위해 첨가제로 사용되는 폴리디에틸톨루엔디아민(Diethyltoluene- diamine) 5~7wt%와, 경화 물성 중 겔화 시간 즉 경화시간을 조정하고 신율을 증가시켜 주는 폴리디페닐트리아민(Polydiphenyltriamine) 21~27wt%와, 색상을 나타내기 위한 안료(pigment) 2~5wt%와, 상기 원료간의 혼합을 원활하게 시켜주고 도포시 소지와의 접착력을 증가시켜 주는 실란커플링제의 접착증진제 1~2wt%와, 내마모성을 가지기 위한 나노입자의 필러(filler) 6~8wt%의 비율로 혼합되어 구성된다.R resin as the resin solution is 58 to 42 wt% of polyoxypropylenediamine for controlling elongation and tensile strength, and 7 to 9 wt% of polyethertriamine having a molecular weight of 5,000 to adjust the curing time; 5-7 wt% of polydiethyltoluene-diamine used as an additive to increase the crosslinking reaction of each component, and polydiphenyl tree to adjust the gelation time, that is, curing time and increase elongation in curing properties Adhesion enhancer of silane coupling agent 21 ~ 27wt% of amine (Polydiphenyltriamine), 2 ~ 5wt% of pigment (pigment) to express the color, and smooth mixing between the raw materials and increase the adhesion to the substrate during application 1 to 2wt%, and a mixture of 6 to 8wt% of the filler (filler) of the nanoparticles to have abrasion resistance.
여기서, 신장율과 인장강도를 조절하기 위한 폴리옥시프로필렌디아민은 42 wt% 미만 첨가시 도막의 신율이 현저히 떨어지고, 58wt% 초과하여 첨가하면 신장율과 인장강도가 증가하지만 내마모성이 떨어져 쉽게 파괴됨으로써 작업의 특성상 42~58wt% 범위내에서 혼합하는 것이 바람직하다.Here, the polyoxypropylene diamine for controlling elongation and tensile strength is significantly lower elongation of the coating film when added below 42 wt%, and when added above 58 wt%, the elongation and tensile strength are increased, but wear resistance is easily broken due to poor wear resistance. It is preferable to mix in the range of 42-58 wt%.
상기 경화시간을 조정하기 위한 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민은 7wt% 이하로 혼합될 경우 경화시간이 늦어져 작업성이 저하되고, 9wt% 초과 적용시 경화시간이 너무 빠르게 되어 펌프케이싱 내벽에 도포시 부착력이 저하됨으로써 7~9wt% 범위내에서 혼합하는 것이 바람직하다.The polyethertriamine having a molecular weight of 5,000 for adjusting the curing time is lowered in curing time when mixed at 7wt% or less, and when applied to more than 9wt%, the curing time becomes too fast when applied to the inner wall of the pump casing. It is preferable to mix within the range of 7-9 wt% by decreasing adhesive force.
또한, 각각의 재료들이 가교반응을 증가시켜 주는 반응성 첨가제인 폴리디에틸톨루엔디아민은 5~7wt%가 적절하며, 5wt% 미만시 첨가시 미반응 물질이 남게 되어 표면에 점성이 잔존하여 경화반응이 느려지며, 7wt% 이상을 사용할 때에는 요구되어지는 표면의 경도보다 높게 되어 접착력이 떨어지며 신장율 또한 감소하게 된다.In addition, polydiethyltoluenediamine, which is a reactive additive that increases the crosslinking reaction of each material, is suitably 5 to 7 wt%, and when it is less than 5 wt%, unreacted substances remain when added, and the viscosity remains on the surface. When using more than 7wt%, it becomes higher than the required hardness of the surface, resulting in poor adhesion and decreasing elongation.
그리고, 경화물성 중 경화시간을 조절하고, 신율을 증가시켜주는 원료로 사용되는 폴리디페닐트리아민은 폴리 우레아 용액의 특성상 21wt%~27wt%가 적절하며, 21wt% 미만 첨가시에는 표면에 끈적임이 남게 되며, 경화완료 이후에도 잔존하여 표면의 오염과 이물질의 접착이 잘되고, 내마모성이 저하되며, 27wt% 초과시에는 경화시간은 빠른 반면, 경화 후 내구성이 저하되어 쉽게 끊어지거나 부서지게 된다.In addition, the polydiphenyltriamine used as a raw material to control the curing time and increase the elongation of the cured material properties is appropriate 21wt% ~ 27wt% due to the characteristics of the polyurea solution, when less than 21wt% is sticky to the surface Remains, even after the completion of hardening, the surface contamination and adhesion of foreign matters well, wear resistance is lowered, when the curing time is faster than 27wt%, the durability after hardening is easily broken or broken.
또한, 색상(color)를 표현하기 위한 안료는 색상의 조건에 따라 여러 가지가 첨가되며, 첨가량은 색상의 조건별로 다르고 일정 wt% 이하로 첨가될 경우 은폐되어 원하는 색상이 나오지 않게 되나, 본 발명에서의 실험결과 2~5wt% 범위내에서 투입할 경우 원하는 색상을 거의 표현할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, the pigment for expressing the color (color) is added in accordance with the conditions of the color, the amount is different depending on the condition of the color and when added in a certain wt% or less is concealed does not come out the desired color, in the present invention Experimental results show that the desired color can be almost expressed if it is added within the range of 2 ~ 5wt%.
그리고 내마모성의 기능을 가지며 나노(nano) 입자 형태의 필러는 6wt% 미만으로 첨가할 경우 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출시 발생되는 충격에 의해 내마모성이 떨어지며, 8wt% 이상 첨가할 경우 내마모성은 높아지나 비중이 높아져 반응에 영향을 주게됨으로써 6~8wt% 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the filler in the form of nano particles has abrasion resistance and wear resistance is reduced by the impact generated when inhaling and discharging sand, mud, and coal when the filler is less than 6wt%, and when it is added more than 8wt% It is preferable to use it within the range of 6 to 8 wt% because it increases the specific gravity and increases the reaction.
또한, 각 원료간의 혼합을 원활하게 하고, 도포시 소지와의 접착력을 증가시켜주는 역할을 하는 접착증진제는 무기물 성질과 유기물의 양쪽 특성을 가지고 있는 실란 커플링제인 에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoysilane), 감마-글리시드옥시프로필 메톡시실란(Gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 중에서 어느 하나를 택일하여 사용하며, 이러한 접착증진제는 1wt% 이하로 첨가시 접착력이 현저히 떨어지게 되고, 2wt% 이상 첨가시도 마찬가지로 접착력이 감소하게 되어 재료 전체의 기계적 물성을 저하시킴으로서 1~2wt% 범위내에서 혼합하는 것이 바람직하다.In addition, the adhesion enhancer, which facilitates the mixing between the raw materials and increases the adhesion to the substrate when applied, is ethyltrimethoysilane, which is a silane coupling agent having both inorganic and organic properties, Gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane or Gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane may be used as an alternative. When the addition of 2wt% or more is significantly lowered, the adhesive force is similarly reduced, and the mechanical properties of the entire material are lowered, so that mixing within the range of 1 to 2wt% is preferable.
상기와 같이 본 발명에 따른 펌프 케이싱에 적용되는 초속경화형 내마모재를 구성하는 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액의 제조과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.As described above, the manufacturing process of the P solution and the R solution as the resin solution, which constitute the ultra-fast curing wear resistant material applied to the pump casing according to the present invention, will be described in detail.
먼저, 경화제용액인 P액은 내후성 및 신장율 등 전체 물성을 좌우하는 재료로서 13~17%의 NCO기를 가지는 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%로 단일화하여 제조한다.First, P liquid, which is a curing agent solution, is prepared by unifying 100 wt% of methylene diisocyanate having 13 to 17% of NCO groups as a material that influences overall physical properties such as weather resistance and elongation.
다음은 수지용액인 R액의 제조과정은 반응조에 신장율과 인장강도를 조절하기 위한 폴리옥시프로필렌디아민 58~44wt%와, 경화시간을 조정하기 위한 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민 7~9wt%와, 각 성분들의 가교반응을 증가시켜 주기위해 첨가제로 사용되는 폴리디에틸톨루엔디아민 5~7wt%와, 폴리디페닐트리아민 21~27 wt%와, 색상을 나타내는 안료 2~5wt%와, 내마모 향상용 필러 6~8wt%와, 각 원료간의 혼합을 원활하게 하고, 소지와의 접착력을 증가시켜주는 역할을 하는 실란 커플링제인 접착증진제 1~2wt%의 비율로서 차례대로 투입한 후, 200~300rpm 속도를 유지하면서 20~30분간 교반하여 균질화함으로써 제조한다.Next, the manufacturing process of R solution, which is a resin solution, includes 58 to 44 wt% of polyoxypropylene diamine to control elongation and tensile strength in the reaction tank, and 7 to 9 wt% of polyethertriamine having a molecular weight of 5,000 to adjust the curing time. 5 to 7 wt% of polydiethyltoluenediamine, 21 to 27 wt% of polydiphenyltriamine, 2 to 5 wt% of color pigment, and improved wear resistance to increase the crosslinking reaction of each component 200 ~ 300rpm after input in order of 6 ~ 8wt% of solvent filler and 1 ~ 2wt% of adhesion promoter which is a silane coupling agent which plays a role of smoothing mixing between each raw material and increasing the adhesive strength with the base. Prepare by homogenizing by stirring for 20-30 minutes while maintaining the speed.
상기와 같이 제조되는 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액을 이용하여 펌프케이싱 내벽에 시공하는 과정을 도 1 내지 도 4b에 의해 설명하면 다음과 같다.The process of constructing the inner wall of the pump casing using the P liquid and the R liquid as the resin solution prepared as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 4B.
도 1은 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 펌프 케이싱 내면에 도포하기 위한 공정순서도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 펌프 케이싱 내면에 도포하기 위한 철망의 설치상태도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 도포하기 위한 펌프 케이싱 내면과 철망에 분사하는 상태도이며, 도 4a는 펌프케이싱과 철망에 초속경화형 내마모재를 도포 완료한 상태의 단면도이고, 도 4b는 펌프케이싱과 철망에 초속경화형 내마모재를 도포 완료한 상태의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.1 is a process flow chart for applying the ultra-fast curing wear-resistant material according to the present invention on the pump casing inner surface, Figure 2a and 2b is the installation of a wire mesh for applying the ultra-fast curing wear-resistant material on the pump casing inner surface Figure 3a and Figure 3b is a state diagram for spraying on the pump casing inner surface and the wire mesh for applying the ultra-fast curing wear-resistant material according to the present invention, Figure 4a is a super fast-curing wear-resistant material on the pump casing and wire mesh It is sectional drawing of a state, FIG. 4B is sectional drawing which shows another Example of the state which completed the application | coating of the ultra-fast hardening type wear resistant material to a pump casing and a wire mesh.
먼저, 도 2a 및 도 2b에서와 같이 펌프케이싱(1) 내벽면 전체 둘레에 펌프 운전중 비정상적인 흡입물질, 가령 예를 들어 모래, 자갈 이외의 투기된 날카로운 철근 등 금속물질에 의한 손상으로부터 펌프케이싱(1) 내벽면 보호를 위해 철망(2)을 용접으로 고정 부착하는 철망설치공정(단계 101)을 실행한다.First, as shown in FIGS. 2A and 2B, the pump casing may be damaged from damage by an abnormal suction material, such as, for example, a sharp reinforcing bar other than sand and gravel, during operation of the pump around the entire inner wall of the pump casing 1. 1) A wire mesh installation process (step 101) of fixing the wire mesh 2 by welding is performed to protect the inner wall surface.
상기 철망설치공정(101)이 완료되면 펌프케이싱(1) 내벽면에 잔존하는 녹(산화철) 등 이물질과 철망(2) 용접시 발생된 슬러그 제거를 위해 모래분사기를 사용하여 샌드 블래스팅(SANDBLASTING) 작업을 함으로써 각종 이물질 제거는 물론, 펌프케이싱(1) 내벽면에 내마모성 초속경화형 조성물이 표면에 충분한 조도(거칠기)를 형성시켜 코팅을 위한 최상의 조건으로 만드는 샌드블래스팅공정(단계 102)을 수행한다.When the wire mesh installation process 101 is completed, sandblasting is performed using a sand sprayer to remove slugs generated during welding of the wire mesh 2 with foreign substances such as rust (iron oxide) remaining on the inner wall of the pump casing (1). In addition to the removal of various foreign matters, a sandblasting process (step 102) is performed in which the wear-resistant ultra-fast curing composition on the inner wall of the pump casing 1 forms a sufficient roughness (roughness) on the surface to make the best condition for coating. .
상기 샌드블래스팅공정(단계 102)이 완료되면 펌프케이싱(1) 내벽면에 남아있는 먼지를 제거하기 위하여 세척제를 사용하여 깨끗이 세척 및 건조시킨 후, 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 마스킹테이프, 비닐 등을 사용하여 덮는 세척 및 마스킹공정(단계 103)을 실행한다.After the sand blasting process (step 102) is completed, after cleaning and drying using a cleaning agent to remove the dust remaining on the inner wall of the pump casing (1), masking tape, vinyl to prevent coating of unnecessary parts A washing and masking process (step 103) is carried out.
상기 세척 및 마스킹공정(단계 103)이 완료되면 변성 비닐수지 방청 프라이머를 30~50㎛ 두께로 도포한 후, 상온에서 약 3시간 동안 건조시킴으로써 이 후에 도포되는 내마모성 초속경화형 조성물이 펌프케이싱(1) 내벽면과 철망(2)에 부착이 용이하도록 하는 프라이머도포공정(단계 104)을 수행한다.When the washing and masking process (step 103) is completed, the modified vinyl resin rust preventive primer is applied to a thickness of 30 to 50 μm, and then dried at room temperature for about 3 hours to apply the wear-resistant ultrafast curing type pump casing (1). A primer coating process (step 104) is performed to facilitate attachment to the inner wall surface and the wire mesh (2).
여기서 변성 비닐수지 방청 프라이머는 아연 및 특수 합금강과 같은 비철 금속용 프라이머로 펌프케이싱과 폴리우레아와의 층간 부착력을 우수하게 하는 기능을 갖는다.Here, the modified vinyl resin rust preventive primer is a primer for nonferrous metals such as zinc and special alloy steel, and has a function of improving interlayer adhesion between pump casing and polyurea.
상기 프라이머도포공정(단계 104)이 완료되면 도 3a 및 도 3b에서와 같이 고압 스프레이기기를 이용하여 압력 2,000psi 이상, 호스 온도는 70~80℃ 조건하에서 내마모성 초속경화형 조성물을 구성하는 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액을 1:1 비율로 동시에 분사하는 초속경화형 내마모재 분사공정(단계 105)을 진행하게 된다.When the primer coating process (step 104) is completed, using a high pressure spray device as shown in Figure 3a and Figure 3b or more pressure 2,000psi, hose temperature is a curing agent solution P constituting the wear-resistant ultra-fast curing composition under the conditions 70 ~ 80 ℃ The super fast curing wear resistant material spraying step (step 105) of simultaneously spraying the liquid and the R solution, which is the resin solution, in a 1: 1 ratio is performed.
상기 초속경화형 내마모재 분사공정(단계 105)에 의해 초속경화형 내마모재(3)를 구성하는 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액이 펌프케이싱(1) 내벽면에 1:1 비율로 스프레이 분사되면 상기 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액이 화학반응하면서 폴리우레아를 형성하게 되며 약 2~3분 후에 경화되어 펌프케이싱(1) 내벽면에 도포되는 것이다.By the ultra-fast curing wear-resistant material spraying step (step 105), the P liquid, which is the curing agent solution, and the R solution, which is the resin solution, constituting the ultra-fast curing wear-resistant material 3 at a 1: 1 ratio to the inner wall of the pump casing (1). When the spray is sprayed, the P solution, which is the curing agent solution, and the R solution, which is a resin solution, form a polyurea while chemically reacting, and then hardened after about 2 to 3 minutes to be applied to the inner wall of the pump casing (1).
이때, 고압 스프레이의 호스 온도가 70~80℃ 조건하에서 경화제용액인 P액과 수지용액인 R액이 가장 활발하게 반응하고, 분사압력을 2,000psi 이상으로 스프레이 했을 때 더 향상된 물성을 가질 수 있으며, 고압 스프레이의 종류에 따라 다르나, 통상 2,000psi의 분사 압력에서는 1회 스프레이시 약 1mm 내외의 두께로 도포됨으로써 40mm 두께로 도포할 경우 40회 반복하여 도포하게 된다.At this time, under the condition that the hose temperature of the high-pressure spray is 70 ~ 80 ℃ conditions, the liquid P solution and the resin solution R is the most active reaction, and when the spray pressure is sprayed at 2,000psi or more, it can have more improved physical properties. Depending on the type of high-pressure spray, but at a spray pressure of 2,000 psi, the coating is applied at a thickness of about 1 mm at a time of spraying, so that the coating is repeated 40 times when applied at a thickness of 40 mm.
따라서, 내마모성 초속경화형 내마모재(3)를 펌프케이싱(1) 내벽면에 도포 및 경화가 완료되면 도 4a에서와 같이 펌프케이싱(1) 내벽면에 철망(2)과 조성물이 견고하게 부착되는 것이다.Therefore, when the wear-resistant ultrafast curing wear-resistant material 3 is applied to the inner wall of the pump casing 1 and the hardening is completed, the wire mesh 2 and the composition are firmly attached to the inner wall of the pump casing 1 as shown in FIG. 4A. will be.
또한, 상기 초속경화형 내마모재 분사공정(단계 105)은 도 4b에서와 같이 초속경화형 내마모재(3)를 상.중.하의 3계층(3a)(3b)(3c)으로 도포하되, 상기 상.중.하 3계층(3a)(3b)(3c)의 색상을 서로 다르게 형성하여 도포할 경우 어느 정도 마모가 일어났는지의 마모 진행사항을 육안으로 확인이 가능하게 함으로써 교체주기 및 덧씌움의 시기를 인지할 수 있는 것이다.In addition, the ultra-fast curing wear-resistant material spraying process (step 105) is applied to the super-hardening wear-resistant material (3) in three layers (3a) (3b) (3c) of the upper and middle, as shown in Figure 4b, When the upper, middle and lower three layers (3a) (3b) and (3c) are formed in different colors, the wear progress can be visually checked to see how much wear has occurred. You can recognize the timing.
상기 초속경화형 내마모재 분사공정(단계 105)이 완료되면 불필요한 부분의 코팅을 방지하기 위해 부착한 마스킹테이프, 비닐 등의 마스킹을 제거하는 마스킹제거공정(단계 106)을 실행함으로써 펌프케이싱 내관 내벽에 내마모성 초속경화형 조성물의 코팅과정을 완료하게 되는 것이다.When the ultra-fast curing wear-resistant material spraying step (step 105) is completed to the inner wall of the pump casing by performing a masking removal step (step 106) to remove the masking tape, vinyl, etc. attached to prevent the coating of unnecessary parts To complete the coating process of the wear-resistant ultra-fast curing composition.
본 발명의 실시예에 따른 조성물 함량비를 표 1, 표 2에 나타내었다. Composition content ratios according to the embodiment of the present invention are shown in Table 1, Table 2.
즉, 아래의 표 1은 수지용액인 R액의 폴리옥시프로필렌디아민 50wt%, 분자량 5,000의 폴리에테르트리아민 8wt%와, 폴리디에틸톨루엔디아민 23wt%, 폴리디페닐트리아민 23wt%, 안료 4.5wt%, 필러 7wt%, 접착증진제 1.5wt%의 비율로 고정한 상태에서 경화제용액인 P액의 비율과 NCO 함량을 변화시키면서 그때의 내마모성과 충격흡수 정도를 측정하였다.That is, Table 1 below shows 50 wt% of polyoxypropylene diamine, 8 wt% of polyethertriamine having a molecular weight of 5,000, polydiethyltoluenediamine, 23 wt% of polydiphenyltriamine, and 4.5 wt of a pigment of R solution. Abrasion resistance and shock absorption were measured while changing the ratio of P solution as a curing agent solution and NCO content in a fixed state at a ratio of%, filler 7wt%, and adhesion promoter 1.5wt%.
(표 1) 실시예 1 내지 4의 조성물 함량 비율 및 측정결과표Table 1 Composition content ratios and measurement result tables of Examples 1 to 4
상기의 표 1에서와 같이 수지용액의 비율을 고정시키고 경화제용액인 P액의 NCO 함량을 변화시키면서 그때의 내마모성과 충격흡수 정도를 측정한 결과 NCO 함량이 증가할 수록 내마모성을 상승되는 것을 볼수 있으나, 신장신율은 감소함을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 내마모성의 수치는 낮을수록 우수하며, 인장신율의 수치는 높을수록 탄성을 가짐을 의미한다 As shown in Table 1 above, while fixing the ratio of the resin solution and changing the NCO content of the P solution as the curing agent solution, the wear resistance and the impact absorption were measured, and as the NCO content increased, the wear resistance was increased. The elongation was decreased, and these results indicate that the lower the wear resistance, the better, and the higher the tensile elongation, the more elastic.
또한, 아래의 표 2는 경화제용액인 P액을 15.4 NCO 메틸렌 디이소시아네이트 100wt%로 고정한 상태에서 수지용액인 R액의 폴리옥시프로필렌디아민과 폴리디페닐트리아민의 배합 비율을 조금씩 변화시키면서 그때의 내마모성과 충격흡수 정도를 측정하였다.In addition, Table 2 below shows the wear resistance at that time while gradually changing the compounding ratio of polyoxypropylene diamine and polydiphenyltriamine of R solution, which is a resin solution, in a state where P solution, which is a curing agent solution, was fixed at 100 wt% of 15.4 NCO methylene diisocyanate. The degree of shock absorption was measured.
(표 2) 실시예 4 내지 8의 조성물 함량 비율 및 측정결과표Table 2 Composition content ratios and measurement result tables of Examples 4 to 8
상기 표 2에서 보는 바와같이 경화제용액인 P액과 NCO 함량을 15.4%로 고정시킨 상태에서 수지용액인 R액인 폴리옥시프로필렌디아민의 혼합비율을 미세하게 변화시켜 본 결과, 폴리옥시프로필렌디아민이 증가될수록 내마모성의 수치가 증가되는 반면에, 인장신율은 저하됨을 확인할 수 있었으며, NCO 함량을 15.4%로 고정된 상태에서는 폴리옥시프로필렌디아민의 함량이 50wt%가 혼합되었을 때 내마모성과 인장신율이 가장 뛰어남을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2 above, as a result of changing the mixing ratio of the polyoxypropylene diamine, which is the R solution, as the resin solution, in a state where the P solution and the NCO content of the curing agent solution were fixed at 15.4%, as the polyoxypropylene diamine was increased, While the abrasion resistance was increased, the tensile elongation was found to be lowered, and when the NCO content was fixed at 15.4%, the abrasion resistance and the tensile elongation were most excellent when the polyoxypropylene diamine content was 50wt%. Could.
본 발명의 초속경화형 내마모재의 적용범위는 펌프케이싱 내벽에 만 한정하는 것이 아니며, 배관 내벽 등 다양한 범위에 사용이 가능하다. The scope of application of the super fast-wear type wear-resistant material of the present invention is not limited to the inner wall of the pump casing, but can be used in various ranges such as the inner wall of the pipe.
이상에서 상술한 바와같이 본 발명은 13~17% NCO 메틸렌 디이소시아네이트를 주성분으로 하는 경화제용액 P액과, 폴리옥시프로필렌디아민 및 폴리디에틸톨루엔디아민을 주성분으로 하는 수지용액 R액으로 이루어진 초속경화형 내마모재를 제조하고, 이 내마모재를 펌프케이싱 내벽에 도포함으로써 이송펌프가 모래, 진흙, 석탄 등을 흡입 및 배출할 경우 상기 초속경화형 내마모재가 충격을 흡수함에 따라 펌프케이싱 내벽을 보호하게 되어 수명을 연장할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention is an ultrafast curing type comprising a curing agent solution P solution mainly containing 13-17% NCO methylene diisocyanate and a resin solution R solution mainly containing polyoxypropylene diamine and polydiethyltoluenediamine. By manufacturing the wear material and applying the wear-resistant material to the inner wall of the pump casing, when the transfer pump sucks and discharges sand, mud, coal, etc., the ultra-fast curing wear-resistant material absorbs the shock to protect the inner wall of the pump casing. There is an effect that can extend the life.
또한, 본 발명은 P액과 R액으로 이루어진 초속경화형 내마모재를 펌프케이싱 내벽에 도포하고, 이 내마모재를 상층, 중층, 하층의 색상을 서로 다르게 함으로써 어느 정도 마모가 일어났는지의 마모 진행사항을 육안으로 확인이 가능하게 함과 동시에 교체주기 및 덧씌움의 시기를 인지할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, the present invention is applied to the pump casing inner wall of the ultra-fast curing wear-resistant material consisting of P liquid and R liquid, the wear progress of how much wear occurred by different colors of the upper layer, middle layer, and lower layer It is possible to check the matter with the naked eye and to recognize the replacement cycle and the timing of the overlay.
도 1은 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 펌프 케이싱 내면에 도포공정순서도.1 is a flow chart of the ultra-fast curing wear-resistant material according to the present invention on the pump casing inner surface.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 펌프 케이싱 내면에 도포하기 위한 철망의 설치상태도.Figure 2a and Figure 2b is a state diagram of the wire mesh for applying the ultra-fast curing wear-resistant material according to the invention on the inner surface of the pump casing.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 초속경화형 내마모재를 도포하기 위한 펌프 케이싱 내면과 철망에 분사하는 상태도.Figure 3a and Figure 3b is a state of spraying on the pump casing inner surface and the wire mesh for applying the super fast curing wear-resistant material according to the invention.
도 4a는 펌프케이싱과 철망에 초속경화형 내마모재를 도포 완료한 상태의 단면도.4A is a cross-sectional view of a state in which a super fast curing wear-resistant material is applied to a pump casing and a wire mesh;
도 4b는 펌프케이싱과 철망에 초속경화형 내마모재를 도포 완료한 상태의 다른 실시예를 나타낸 단면도.Figure 4b is a cross-sectional view showing another embodiment of the state in which the super fast curing wear-resistant material is applied to the pump casing and the wire mesh.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 펌프케이싱 2 : 철망1: Pump casing 2: Wire mesh
3 : 초속경화형 내마모재3: ultra-fast curing wear resistant material
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- 2004-12-01 KR KR1020040099655A patent/KR100607604B1/en not_active IP Right Cessation
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