WO2014108224A1 - Feuerlöscharmatur - Google Patents
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Definitions
- Extinguishing agent delivery must meet various requirements.
- the fittings must have a low weight, in order to ensure easy handling even under unfavorable conditions, such as in a stooping position or creeping.
- the more complex shape design having hollow jet tubes made of aluminum, which is coated with an anodized.
- the material aluminum offers a low weight and high strength.
- the anodizing protects the aluminum from corrosion and increases the robustness of the fitting, as the surface is hardened.
- Eloxal offers the possibility of giving different colors to certain individual components.
- functional components can be colored by others
- Aluminum components can be determined for example by a salt spray test according to EN DIN ISO 9227. Ordinary industrial anoxal achieves a resistance of about 500 to 1000 hours. Since this is often not enough, brass is still the preferred material for special purposes
- the fire extinguishing device has aluminum components.
- the aluminum components are on their surface with a porous
- the anodized layer is a combined polymer metal oxide layer. That is, in oxidizing the aluminum surface, for example, the commonly used sulfuric acid electrolyte is added with conductive polymers such as aniline monomer. In this way, oxidation of the aluminum and polymerization take place simultaneously. This changes the structure of the resulting anodized to give a more crosslinked structure leading to increased corrosion resistance. Dyes are incorporated into the pores of the anodizing layer. The dyes may, for example, be metal oxides which are incorporated at the bottom of the pores. It may also additionally or alternatively hold adsorptive dyes that attach to the pore walls.
- the anodized layer is duplex-densified on the outside. Duplex densification is understood to mean a process that closes the pores of the anodized layer in two ways. Each of these may be cold compaction, hot compaction, or a combination of both. Thus, the fire extinguisher has a high
- the fire extinguishing fitting may in particular be a hollow jet pipe or a coupling.
- Fittings must also have a high resistance to attacking from the inside corrosion.
- the color of the anodized can recreate that of brass. This has the advantage that its high resistance to corrosion through the color is immediately recognizable in the application and at the same time a low weight and thus a light
- Corrosion resistance can be unnoticed inside damaged. This can result in a safety risk because in case of use the previously damaged fitting can suddenly fail.
- the duplex-compressed layer has a metal with a density> 5 g / cm 3 .
- Such metals too called heavy metals, allow a good compression of the anodized and thus an increase in corrosion resistance.
- the heavy metals may be, for example, nickel, chromium or cobalt.
- the compounds may be chromate, dichromate, acetate, nitrate, phosphate, sulfate, fluoride or silicate compounds.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- the invention is also achieved by a method for producing a
- the aluminum components are anodized in an electrolyte with conductive polymers, so that forms an anodized, having the pores and is formed as a polymer-metal oxide layer. Dyes are incorporated into the pores of the anodizing layer.
- the anodized layer is duplex-densified. In the duplex compression can be a
- Figure 1 is a side view of an embodiment of the invention
- FIGS. 2A-2C illustrate an exemplary method of making a fire extinguisher fitting with aluminum components.
- FIG. 1 shows an embodiment according to the invention of a fire extinguishing fitting in the form of a hollow jet tube 10. This embodiment is merely exemplary. Other fittings such as couplings, admixers, foam pipes or foam jet pipes can also be provided with the anodising device according to the invention.
- the hollow tube 10 is a valve of the fire department for extinguishing agent in the form of water or water-foam mixtures.
- the hollow tube 10 has a base body 12 made of aluminum.
- a coupling 14 is shown on the right in FIG. 1, with which the hollow jet tube 10 can be coupled to a pressure hose (not shown).
- a pressure hose not shown
- a beam shaping cone (not shown) in the interior of the Base 12.
- This jet cone divides the impinging jet of water in a ring and emits this as a hollow jet.
- On the base body 12 in the region of the discharge opening 26 may be located one or more sprockets (not shown), which perform a division of the hollow jet into fine water droplets. These sprockets can be made solid or rotating.
- the base body is made of anodized
- FIG. 2A shows a cross section through the surface of an aluminum component.
- the lowermost layer 100 forms the pure aluminum, the base material of the aluminum components.
- the material aluminum does not have to be pure aluminum.
- a customary alloy suitable for the purpose of use is used.
- the drawing is merely schematic in nature and does not reflect real size relationships.
- the aluminum layer 100 is covered by an aluminum oxide layer (Al 2 O 3 ) 110. This arises during the anodization process and, during the anodization, initially spreads in the direction of the base material of the layer 100 and simultaneously builds up the anodized layer 110. At first, a fine-crystalline form is formed
- FIG. 2B shows the state of the anodization after a first compression process. This may, for example, be a bath in nickel acetate. It thus forms nickel-containing compounds 140, which can fill or close the pores completely or partially.
- a second compression operation is performed according to Figure 2C.
- this may be a so-called cold compacting process in which, for example
- Compression layer 150 and seals the pores completely.
- a H combinverdichtungsvorgang can be used at this point. In this can either demineralized water or demineralized water with
- the duplex compaction creates an extremely corrosion-resistant surface, which can be colored almost as desired. If the aluminum is dyed brass-colored, especially in extinguishing fittings such as ducts a combination results, which has an extremely high resistance of the material comparable to brass or even better and at the same time a very low weight with simultaneous cost savings. It is thus immediately and quickly recognizable to emergency personnel, even under severe conditions of use, on the basis of the brass color, whether the hollow jet pipe to be used or the coupling, the admixer or the foam tube has the necessary corrosion resistance both from the outside and optionally from the inside for the respective intended use.
- the extinguishing fitting can be manufactured with low weight and low cost.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Feuerlöscharmatur (10) mit Aluminiumbauteilen (12). Die Aluminiumbauteile sind an ihrer Oberfläche mit einer Poren (120) aufweisenden Eloxalschicht (110) versehen. Die Eloxalschicht ist eine kombinierte poröse Polymer- Metalloxidschicht. In den Poren der Eloxalschicht sind Farbstoffe (130) eingelagert. Die Eloxalschicht weist eine duplexverdichtete Schicht (140, 150) auf. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Beschichtung von Aluminiumbauteilen einer Feuerlöscharmatur.
Description
Feuerlöscharmatur
Feuerlöscharmaturen im Allgemeinen und insbesondere Strahlrohre zur
Löschmittelabgabe müssen verschiedenen Anforderungen genügen. Einerseits müssen die Armaturen ein geringes Gewicht aufweisen, um im Einsatzfall auch unter ungünstigen Bedingungen wie in gebückter Haltung oder kriechend eine leichte Handhabung zu gewährleisten. Andererseits ist es wünschenswert, dass die Armaturen eine hohe Lebensdauer auch unter ungünstigen
Witterungsbedingungen, wie einer hohen Luftfeuchtigkeit und/oder einem hohen Salzgehalt besitzen. Aus diesen Gründen werden Feuerlöscharmaturen,
insbesondere die eine komplexere Formgestaltung aufweisenden Hohlstrahlrohre aus Aluminium gefertigt, das mit einem Eloxal überzogen wird. Der Werkstoff Aluminium bietet ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit. Das Eloxal schützt das Aluminium vor Korrosion und erhöht die Robustheit der Armatur, da die Oberfläche gehärtet wird. Des Weiteren bietet Eloxal die Möglichkeit, bestimmten einzelnen Bauteilen unterschiedliche Farbgebungen zu verleihen. Somit können beispielsweise funktionelle Bauteile farblich von anderen
unterschieden werden und so im Einsatzfall die Sicherheit der Handhabung erhöhen.
Trotz der generellen Korrosionsbeständigkeit von Aluminium und einem erhöhten Korrosionsschutz durch das Eloxal ist es nach wie vor problematisch, eine erhöhte Resistenz der Oberflächen gegenüber aggressiven Umgebungsbedingungen wie etwa Seewasser zu erhöhen. Eine Quantifizierung der Resistenz von
Aluminiumbauteilen kann beispielsweise durch einen Salzsprühtest gemäß EN DIN ISO 9227 ermittelt werden. Gewöhnliches Industrieeloxal erzielt dabei eine Beständigkeit von etwa 500 bis 1000 Stunden. Da dies oftmals nicht ausreicht, wird nach wie vor vorrangig Messing als Material für besonders
seewasserbeständige Armaturen eingesetzt. Dies hat zwar den Nachteil eines deutlich höheren Gewichts der Feuerlöscharmaturen, stellt aber gleichsam eine
insbesondere im Einsatzfall leicht zu erkennende Kennzeichnung für eine seewasserbeständige Armatur dar.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Feuerlöscharmatur sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben, die ein geringes Gewicht und eine hohe
Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Feuerlöscharmatur weist Aluminiumbauteile auf. Die Aluminiumbauteile sind an ihrer Oberfläche mit einer porenaufweisenden
Eloxalschicht versehen. Die Eloxalschicht ist eine kombinierte Polymer- Metalloxidschicht. Dies bedeutet, dass bei dem Oxidieren der Aluminiumoberfläche beispielsweise dem üblicherweise verwendeten Schwefelsäureelektrolyten leitfähige Polymere, wie etwa ein Anilinmonomer beigegeben sind. Auf diese Weise finden eine Oxidierung des Aluminiums und eine Polymerisation gleichzeitig statt. Dies verändert die Struktur des entstehenden Eloxals dahingehend, dass eine vernetztere Struktur entsteht, die zu einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit führt. In die Poren der Eloxalschicht werden Farbstoffe eingelagert. Die Farbstoffe können beispielsweise Metalloxide sein, die sich am Boden der Poren einlagern. Es kann sich hierbei auch zusätzlich oder alternativ um adsorptive Farbstoffe halten, die sich an die Porenwandungen anlagern. Die Eloxalschicht ist an der Außenseite duplexverdichtet. Unter Duplexverdichten wird ein Vorgang verstanden, der auf zweierlei Weise die Poren der Eloxalschicht verschließt. Es kann sich hierbei jeweils um ein Kaltverdichten, ein Heißverdichten, oder um eine Kombination beider Verfahren handeln. Somit weist die Feuerlöscharmatur eine hohe
Korrosionsbeständigkeit auf und kann mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten hergestellt werden.
Bei der Feuerlöscharmatur kann es sich insbesondere um ein Hohlstrahlrohr oder eine Kupplung handeln. Mittels des beschriebenen Eloxals kann eine extrem hohe Beständigkeit der Armatur gegen außen angreifende Feuchtigkeit oder Nässe mit hohem Salzgehalt erzielt werden.
Es kann sich bei der Feuerlöscharmatur auch um eine schaummittelführende Feuerlöscharmatur wie einen Zumischer, ein Schaumrohr oder ein
Schaumstrahlrohr handeln. Insbesondere bei diesen Armaturen ist nicht nur die Beständigkeit gegen eine Korrosion von außen von Bedeutung, sondern die zur Herstellung des Löschschaums eingesetzten Tenside in den Schaummitteln weisen eine hohe Korrosionsaggressivität auf. Die für diesen Zweck eingesetzten
Armaturen müssen also auch eine hohe Beständigkeit gegen eine von innen angreifende Korrosion besitzen. Die Farbe des Eloxals kann die von Messing nachempfinden. Dies hat den Vorteil, dass seine hohe Korrosionsresistenz durch die Farbgebung sofort im Einsatzfall erkennbar ist und gleichzeitig ein geringes Gewicht und damit eine leichte
Handhabbarkeit gewährleistet sind. Es ist somit auch unter schweren
Einsatzbedingungen sofort und schnell anhand der Messingfarbe erkennbar, ob die einzusetzende Armatur die notwendige Korrosionsbeständigkeit für den jeweiligen Einsatzzweck aufweist. Dies kann nicht nur bei Strahlrohren, sondern
insbesondere auch bei Armaturen von hoher Bedeutung sein, die Schaummittel führen. Bei einer falschen Wahl einer Armatur mit zu geringer
Korrosionsbeständigkeit kann diese unbemerkt innen beschädigt werden. Daraus kann sich ein Sicherheitsrisiko ergeben, da im Einsatzfall die vorgeschädigte Armatur plötzlich ausfallen kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die duplexverdichtete Schicht ein Metall mit einer Dichte > 5 g/cm3 aufweist. Derartige Metalle, die auch
als Schwermetalle bezeichnet werden, ermöglichen eine gute Verdichtung des Eloxals und somit eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit.
Bei den Schwermetallen kann es sich beispielsweise um Nickel, Chrom oder Kobalt handeln.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei dem Duplexverdichten das Metall als
Metallsalzverbindung angeboten und entsprechend in die Poren eingebaut wird. Bei den Verbindungen kann es sich um Chromat-, Dichromat-, Acetat-, Nitrat-, Phosphat-, Sulfat-, Fluorid-/oder Silikatverbindungen handeln.
Eine bevorzugte Ausführungsform setzt als Metallsalzverbindung
Natriumdichromat, Nickelacetat und/oder Nickeldifluorid ein. Alternativ zu der Duplexverdichtung mittels Metallsalzen oder ähnlichen
metallhaltigen Lösungen kann vorgesehen sein, dass die duplexverdichtete Schicht Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
Die Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer
Feuerlöscharmatur mit Aluminiumbauteilen gelöst, wobei die Aluminiumbauteile in einem Elektrolyten mit leitfähigen Polymeren eloxiert werden, so dass sich eine Eloxalschicht ausbildet, die Poren aufweist und als Polymer-Metalloxidschicht ausgebildet ist. In die Poren der Eloxalschicht werden Farbstoffe eingelagert. Die Eloxalschicht wird duplexverdichtet. Bei dem Duplexverdichten kann ein
Kaltverdichten und/oder ein Heißverdichten eingesetzt werden.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens ergibt sich dadurch, dass der Schritt des Kaltverdichtens ein Verdichten mit Nickelacetat und/oder mit
Natriumdichromat umfasst.
Es wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer
Feuerlöscharmatur in Form eines Hohlstrahlrohres, und
Fig. 2A - 2C ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung einer Feuerlöscharmatur mit Aluminiumbauteilen. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Feuerlöscharmatur in Form eines Hohlstrahlrohres 10. Diese Ausgestaltung ist lediglich beispielhaft. Es können auch andere Armaturen wie etwa Kupplungen, Zumischer, Schaumrohre oder Schaumstrahlrohre mit dem erfindungsgemäßen Eloxal versehen sein. Das Hohlstrahlrohr 10 ist eine Armatur der Feuerwehr zur Löschmittelabgabe in Form von Wasser oder Wasser-Schaumgemischen. Das Hohlstrahlrohr 10 weist einen aus Aluminium gefertigten Grundkörper 12 auf. An diesem ist in der Figur 1 rechts gezeigt eine Kupplung 14 angebracht, mit der das Hohlstrahlrohr 10 mit einem Druckschlauch (nicht gezeigt) gekoppelt werden kann. Am
gegenüberliegenden Ende, in Figur 1 links, befindet sich die Abgabeöffnung 26, an der sich ein drehbarer Strahlformregler 18 befindet. Mittig angeordnet sind ein Haltegriff 20 sowie ein Bediengriff 22. Mittels des Bediengriffs 22 kann ein in den Grundkörper 12 mittig integriertes Kugelventil 24 geöffnet und geschlossen werden.
Nach Anschluss der Kupplung 14 des Hohlstrahlrohrs 10 an einen Druckschlauch wird Wasser von der Kupplung 14 durch den Grundkörper in Richtung der
Abgabeöffnung 26 geleitet und trifft auf das Kugelventil 24. Befindet dieses sich im geöffneten Zustand, trifft das Wasser im Bereich des Grundkörpers 12 vor der Abgabeöffnung 26 auf einen Strahlformkegel (nicht gezeigt) im Inneren des
Grundkörpers 12. Dieser Strahlformkegel zerteilt den auftreffenden Wasserstrahl ringförmig und gibt diesen als Hohlstrahl ab. An dem Grundkörper 12 im Bereich der Abgabeöffnung 26 können sich befinden ein oder mehrere Zahnkränze (nicht gezeigt) befinden, die eine Zerteilung des Hohlstrahls in feine Wassertröpfchen durchführen. Diese Zahnkränze können fest oder rotierend ausgeführt sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Grundkörper aus eloxiertem
Aluminium ausgeführt. Lediglich die Kupplung 14 ist aus Messing gefertigt. Das eloxierte Aluminium ist duplexverdichtet. Dieser Duplexverdichtungsvorgang wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2A - 2C näher erläutert.
Figur 2A zeigt einen Querschnitt durch die Oberfläche eines Aluminiumbauteils. Die unterste Schicht 100 bildet das reine Aluminium, dem Grundmaterial der Aluminiumbauteile. Bei dem Werkstoff Aluminium muss es sich nicht um nicht um reines Aluminium handeln. Es wird in der Regel eine für den Anwendungszweck geeignete gebräuchliche Legierungen verwendet. Des Weiteren ist die Zeichnung lediglich schematischer Natur und gibt keine realen Größenverhältnisse wieder.
Die Aluminiumschicht 100 ist von einer Aluminiumoxidschicht (AI2O3) 110 bedeckt. Diese entsteht bei dem Eloxiervorgang und breitet sich während des Eloxierens zunächst in Richtung des Grundmaterials der Schicht 100 aus und baut gleichzeitig die Eloxalschicht 110 auf. Dabei bildet sich zunächst eine feinkristalline
Sperrschicht. Mit zunehmender Dicke bildet sich eine Vielzahl von Kanälen und Poren, sodass sich eine poröse Deckstruktur ergibt. Aufgrund des Vorhandenseins eines Polymers ist die poröse Struktur stark vernetzt. Deshalb stellt die
vorliegende Schemazeichnung eine starke Verallgemeinerung der eigentlichen Zusammenhänge dar. In die so gebildeten Poren 120 ist beispielhaft ein Farbstoff 130 eingelagert. Bei diesem kann es sich um einen Metalloxidfarbstoff, aber prinzipiell auch um eine Vielzahl anderer Farbstoffe wie etwa adsorbierende Farbstoffe handeln.
Figur 2B zeigt den Zustand des Eloxals nach einem ersten Verdichtungsvorgang. Bei diesem kann es sich beispielsweise um ein Bad in Nickelacetat handeln. Es bilden sich so nickelhaltige Verbindungen 140, welche die Poren ganz oder teilweise füllen oder verschließen können. Nach diesem ersten
Verdichtungsvorgang wird gemäß Figur 2C ein zweiter Verdichtungsvorgang durchgeführt. Wie beim ersten Verdichtungsvorgang kann es sich hierbei um einen sogenannten Kaltverdichtungsvorgang handeln, bei dem beispielsweise
Natriumdichromat eingesetzt wird. Dieses bildet eine chromhaltige
Verdichtungsschicht 150 aus und dichtet die Poren vollständig ab. Alternativ kann auch an dieser Stelle ein Heißverdichtungsvorgang eingesetzt werden. Bei diesem kann entweder vollentsalztes Wasser oder vollentsalztes Wasser mit
entsprechenden Verdichtungsbestandteilen eingesetzt werden. Eine besonders vorteilhafte Kombination ergibt sich dadurch, dass durch die Duplexverdichtung eine extrem korrosionsbeständige Oberfläche entsteht, die nahezu beliebig eingefärbt werden kann. Wird das Aluminium messingfarben eingefärbt, ergibt sich besonders bei Löscharmaturen wie Hohlstrahlrohren eine Kombination, die eine extrem hohe Resistenz des Materials vergleichbar mit Messing oder sogar besser aufweist und gleichzeitig ein sehr geringes Gewicht bei gleichzeitiger Kostenersparnis entsteht. Es ist somit für Einsatzkräfte auch unter schweren Einsatzbedingungen sofort und schnell anhand der Messingfarbe erkennbar, ob das einzusetzende Hohlstrahlrohr oder die Kupplung, der Zumischer oder das Schaumrohr die notwendige Korrosionsbeständigkeit sowohl von außen als auch gegebenenfalls von innen für den jeweiligen Einsatzzweck aufweist.
Gleichzeitig kann die Löscharmatur mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten hergestellt werden.
Bezugszeichen liste
10 Hohlstrahlrohr
12 Grundkörper
14 Kupplung
18 Strahlformregler
20 Haltegriff
22 Bediengriff
24 Kugelventil
26 Abgabeöffnung
100 Grundmaterialschicht
110 Aluminiumoxidschicht
120 Pore
130 Farbstoff
140 erste Verdichtungsschicht
150 zweite Verdichtungsschicht
Claims
Feuerlöscharmatur (10) mit Aluminiumbauteilen (12), wobei
die Aluminiumbauteile (12) an ihrer Oberfläche mit einer Poren (120) aufweisenden Eloxalschicht versehen sind,
die Eloxalschicht eine kombinierte poröse Polymer-Metalloxidschicht ist, in den Poren der Eloxalschicht Farbstoffe eingelagert sind, und
die Eloxalschicht eine duplexverdichtete Schicht aufweist.
Feuerlöscharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerlöscharmatur ein Hohlstrahlrohr ist.
Feuerlöscharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerlöscharmatur eine schaummittelführende Feuerlöscharmatur wie etwa ein Zumischer, ein Schaumrohr oder ein Schaumstrahlrohr ist.
Feuerlöscharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Farbe des Eloxals die von Messing nachempfindet.
Feuerlöscharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die duplexverdichtete Schicht ein Metall mit einer Dichte größer als 5g/cm3 aufweist.
Feuerlöscharmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Nickel (Ni), Chrom (Cr) und/oder Kobalt (Co) ist.
Feuerlöscharmatur nach Anspruch 5 oder64, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall zumindest teilweise als Metallsalzverbindung, insbesondere als Chromat-, Dichromat-, Acetat-, Nitrat-, Phosphat-, Sulfat-, Fluorid- und/oder Silicatverbindung vorliegt.
8. Feuerlöscharmatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallsalzverbindung Natriumdichromat, Nickelacetat und/oder
Nickeldifluorid ist.
9. Feuerlöscharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die duplexverdichtete Schicht Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Feuerlöscharmatur mit Aluminiumbauteilen, wobei
die Aluminiumbauteile in einem Elektrolyten mit leitfähigen Polymeren eloxiert werden, wobei sich als Eloxalschicht eine Poren aufweisende Polymer-Metalloxidschicht bildet,
in die Poren der Eloxalschicht Farbstoffe eingelagert werden, und
die Eloxalschicht duplexverdichtet wird.
11 Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Duplexverdichtens ein Kaltverdichten und/oder ein Heißverdichten umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kaltverdichtens ein Verdichten mit Nickelacetat und/oder mit
Natriumdichromat umfasst.
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