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NORMA BRASILEIRA
ABNT NBR 7541 Segunda edição 30.07.2004
Válida a partir de 30.08.2004
Tubo de cobre sem costura para refrigeração e ar-condicionado – Requisitos Seamless copper tube for refrigeration and air conditioning Requirements
Palavras-chave: Tubo. Cobre. Refrigeração. Ar-condicionado. Ar-condicionado. Descriptors: Tube. Copper. Refrigeration. Refrigeration. Air conditioning. ICS 23.040.15
Número de referência ABNT NBR 7541:2004 7541:2004 11 páginas
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Sumário
Página
Prefácio...............................................................................................................................................................iv 1
Objetivo ..................................................................................................................................................1
2
Referências normativas........................................................................................................................1
3 3.1 3.2
Definições ..............................................................................................................................................1 Têmperas................................................................................................................................................1 Dimensões .............................................................................................................................................2
4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.7.1 4.7.2 4.8
Requisitos gerais................................................................................................................................... 2 Material ...................................................................................................................................................2 Fabricação..............................................................................................................................................2 Fornecimento.........................................................................................................................................3 Acabamento ...........................................................................................................................................3 Dimensões .............................................................................................................................................3 Ordem de compra..................................................................................................................................3 Acondicionamento e identificação......................................................................................................3 Acondicionamento ................................................................................................................................3 Identificação...........................................................................................................................................4 Armazenamento e estocagem..............................................................................................................4
5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5
Requisitos específicos..........................................................................................................................4 Fornecimento.........................................................................................................................................4 Limpeza ..................................................................................................................................................4 Comprimento .........................................................................................................................................4 Dimensionais .........................................................................................................................................5 Diâmetros e espessuras .......................................................................................................................5 Ovalização..............................................................................................................................................7 Desvio de retilineidade .........................................................................................................................7 Esquadria de corte ................................................................................................................................7 Físicos e químicos ................................................................................................................................8 Composição química ............................................................................................................................8 Características físicas........................................................................................................................... 8 Fragilização por hidrogênio .................................................................................................................9 Expansão................................................................................................................................................9 Ensaios não-destrutivos.....................................................................................................................10
6
Aceitação e rejeição............................................................................................................................11
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Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais Temporárias (ABNT/CEET), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). A ABNT NBR 7541 foi elaborada no Comitê Brasileiro do Cobre (ABNT/CB–44), pela Comissão de Estudo de Tubos e Conexões de Cobre (CE–44:000.02). O Projeto circulou em Consulta Pública conforme Edital nº 08, de 29.08.2003, com o número Projeto NBR 7541. Esta Norma é baseda na ASTM B280:2003. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 7541:2001), a qual foi tecnicamente revisada.
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Tubo de cobre sem costura para refrigeração e ar-condicionado – Requisitos
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Objetivo
Esta Norma estabelece os requisitos exigíveis a que devem satisfazer os tubos de cobre sem costura, usados principalmente em refrigeração e ar-condicionado, incluindo as aplicações em que se exijam tubos completamente isentos de asperezas e sujeira. 2
Referências normativas
As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento. ABNT NBR 5019:2001 – Produtos e ligas de cobre – Terminologia ABNT NBR 11568:1990 – Determinação do tamanho de grão em materiais metálicos – Procedimento ABNT NBR 14666:2001 – Sistema de refrigeração com gás R134a – Determinação do resíduo interno – Método de ensaio ABNT NBR ISO 6892:2002 – Materiais metálicos – Ensaio de tração à temperatura ambiente ABNT NBR NM 146-1:1998 – Materiais metálicos – Dureza Rockwell – Parte 1: Medição da dureza Rockwell (escalas A, B, C, D, E, F, G, H e K) e Rockwell superficial (escalas 15 N, 30 N, 45 N, 15 T, 30 T e 45 T) ASTM B 153:1991 – Test method for expansion (print test) of copper and copper-alloy pipe tubing ASTM B 577:1998 – Standard test methods for detection of cuprous oxide (Hydrogen embrittlement susceptibility) in copper ASTM E 53:1998 – Standard test methods for determination of copper in unalloyed copper by gravimetry ASTM E 62:1996 – Standard test methods for chemical analysis of copper and copper alloys (Photometric methods) ASTM E 243:1990 – Pratice for eletromagnetic (eddy-current) examination of copper and copper-alloy tubes 3
Definições
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as definições da ABNT NBR 5019 e as seguintes: 3.1
Têmperas
3.1.1 recozido mole (O50): Aquela caracterizada por um tamanho de grão de 0,040 mm máximo. Esta deve ser completamente recristalizada.
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3.1.2 recozido extramole (O60): Aquela caracterizada por um tamanho de grão de 0,040 mm mínimo. Esta deve ser completamente recristalizada. 3.1.3 encruada dura (H80): Aquela usada quando se necessita de um tubo com rigidez industrialmente possível para o tamanho solicitado. 3.2
Dimensões
3.2.1
comprimento: Distância entre as extremidades do tubo, medida segundo seu eixo longitudinal.
3.2.2 comprimento nominal: Comprimento solicitado que serve de base para aplicar as tolerâncias conforme tabela 2 para comprimentos retos e tabela 3 para rolos pequenos. 3.2.3 comprimento de fabricação para tubos retos: Comprimento variável entre os limites de 4 000 mm e 6 000 mm. Para tubos solicitados em comprimentos fixos, aplicar tolerâncias conforme tabela 3. 3.2.4 espessura de parede nominal ( e): Espessura solicitada que serve de base para aplicar as tolerâncias correspondentes. 3.2.5 diâmetro nominal (Dn): Diâmetro solicitado de um tubo que serve de base para aplicar as tolerâncias correspondentes. 3.2.6 diâmetro médio (externo ou interno): Média de duas medidas do diâmetro tiradas ortogonalmente na mesma seção transversal do tubo, em qualquer ponto. 3.2.7 ovalização: Desvio da seção do tubo da forma circular, evidenciado pela diferença entre duas medidas do diâmetro externo na mesma seção transversal do tubo, em qualquer ponto. 4 4.1
Requisitos gerais Material
Os tubos devem ser fabricados com os tipos de cobre da tabela 1. Tabela 1 — Tipos de cobre Ligas
Designação comercial
Tipo de cobre
C10200
Cu OF
Livre de oxigênio, sem residual desoxidante
C10300
Cu OFXLP
Livre de oxigênio, com extrabaixo teor de fósforo
C11000
Cu ETP
Eletrolítico, com residual desoxidante
C12000
Cu DLP
Desoxidado, baixo teor residual de fósforo
C12200
Cu DHP
Desoxidado, alto teor residual de fósforo
NOTA As ligas anotadas estão associadas aos códigos de liga definidos pelo CDA (Cooper Development Association).
4.2
Fabricação
Os tubos devem ter seu início de fabricação por processo a quente de extrusão, conservando uma seção contínua em todas as operações efetuadas posteriormente. Devem ser acabados a frio por trefilação, com ou sem tratamento térmico posterior, a fim de se obterem as propriedades especificadas nesta Norma.
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4.3
Fornecimento
4.3.1 Os tubos recozidos são normalmente fornecidos em rolos e os encruados são normalmente fornecidos em peças retas, podendo ser fornecidos de outras formas, desde que acordado entre comprador e fornecedor. 4.3.2 Os tubos recozidos devem estar completamente secos internamente e ter suas extremidades fechadas por amassamentos ou tampões plásticos. 4.3.3 Os tubos em rolos grandes podem ser fornecidos pressurizados com ar seco ou nitrogênio, desde que acordado previamente entre comprador e fornecedor. 4.4
Acabamento
4.4.1 Os tubos acabados devem apresentar internamente o brilho metálico do cobre e devem ser isentos de imperfeições mecânicas tanto internas como externas. 4.4.2 Os tubos devem ser entregues limpos interna e externamente, para serem ser soldados, estanhados ou submetidos a outros processamentos semelhantes. 4.5
Dimensões
4.5.1 Os tubos devem ser especificados pelo diâmetro externo e espessura de parede nominais, podendo também ser especificados pelos diâmetros externo e interno ou pelo diâmetro interno e espessura de parede, mas não por todos os três ao mesmo tempo. 4.5.2
As tolerâncias estabelecidas na seção 5 são também aplicáveis a somente duas das três medidas.
4.5.3 Se forem mencionadas as três medidas na ordem de compra, devem ser considerados somente o diâmetro externo e espessuras de parede para efeitos de fabricação, inclusive tolerâncias. 4.6
Ordem de compra
O comprador, em sua ordem de compra, deve indicar no mínimo o seguinte: a)
dimensões;
b)
tipo de cobre (liga);
c)
têmpera;
d)
tipo de fornecimento (unidades retas ou rolo);
e)
tipo de acondicionamento;
f)
quantidade;
g)
número desta Norma.
4.7
Acondicionamento e identificação
4.7.1 Acondicionamento Os tubos devem ser separados segundo o tipo de cobre, dimensões e têmpera, e ser acondicionados de tal maneira que não sofram danos durante o manuseio e o transporte normais.
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4.7.2
Identificação
Cada unidade de transporte deve conter no mínimo as seguintes indicações: a) tipo de cobre (liga); b) dimensões dos tubos; c) têmpera; d) massas bruta e líquida; e) nome ou marca do fabricante; f)
número da ordem de compra;
g) número desta Norma. NOTA Informações adicionais podem ser acrescentadas, desde que acordadas entre comprador e fornecedor. 4.8
Armazenamento e estocagem
No armazenamento e estocagem dos tubos devem ser observados os seguintes cuidados: a)
estocar os tubos em locais limpos e secos;
b)
não deixar os tubos em contato direto com o solo;
c)
não deixar os tubos de cobre em contato com tubos de aço ou ferro;
d)
não deixar que os tubos entrem em contato com produtos químicos e fiquem expostos num mesmo local que tais materiais;
e)
evitar choques mecânicos nos tubos que possam ovalizá-los ou amassá-los.
5
Requisitos específicos
5.1
Fornecimento
5.1.1
Limpeza
O tubo deve atender aos requisitos estabelecidos na ABNT NBR 14666. 5.1.2
Comprimento
5.1.2.1 Os tubos fornecidos em rolos pequenos (“panqueca”) têm um comprimento padrão de 15,24 m (simples), 30,48 m (dupla) e 45,72 m (tripla). 5.1.2.2
4
Para tubos recozidos em rolos, a tolerância no comprimento deve estar de acordo com a tabela 2.
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Tabela 2 — Tolerâncias no comprimento para tubos em rolos Dimensões em milímetros Comprimento nominal L
Diâmetro nominal (Dn)
L ≤ 16 000
16 000 < L ≤ 46 000
300
600
Dn ≤ 50 NOTA
Os valores especificados dizem respeito às tolerâncias para mais no comprimento.
5.1.2.3 Os tubos fornecidos em rolos grandes têm normalmente uma massa entre 25 kg e 120 kg, sem emendas. Massas em faixas mais estreitas podem ser fornecidas, desde que acordado entre comprador e fornecedor. 5.1.2.4 Os tubos fornecidos em peças retas têm normalmente um comprimento entre 4 m e 6 m, podendo ser fornecidos em comprimentos fixos, desde que acordado entre comprador e fornecedor. 5.1.2.5
Para tubos retos, a tolerância no comprimento deve estar de acordo com a tabela 3. Tabela 3 — Tolerância no comprimento para tubos em unidades retas Dimensões em milímetros Comprimento nominal L
5.2 5.2.1
Diâmetro nominal (Dn) Dn ≤ 25
25 < Dn ≤ 100
100 < Dn
L
≤
150
1
2
-
150
< L
≤
600
2
3
6
600
< L
≤
2 000
2
4
6
2 000
< L
≤
4 000
6
6
6
4 000
< L
12
12
12
Dimensionais Diâmetros e espessuras
5.2.1.1 Os diâmetros e espessuras de parede são especificados na tabela 4. Outras dimensões podem ser fornecidas de acordo com comprador e fornecedor.
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Tabela 4 — Dimensões dos tubos Dimensionais em milímetros Diâmetro externo nominal
Espessura de parede nominal 0,30
0,35
0,70
0,75
0,80
3,17
RF
RF
RF*
3,97
RF
RF
RF*
4,76
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
AC*
AC
AC
AC
AC
AC
RF
RF
RF*
6,35
AC
AC
AC*
AC
AC
AC
AC
AC
RF
RF
RF*
7,94
AC
AC
AC*
AC
AC
AC
AC
AC
RF
RF
RF*
9,52
AC
AC
AC*
AC
AC
AC
AC
AC
RF
RF
RF*
12,70
AC
AC
AC
AC
AC
AC
RF
RF
RF*
15,87
AC
AC
AC
AC/RF AC/RF
AC/RF
RF
RF
RF*
AC/RF AC/RF
AC/RF
RF
RF
RF*
19,05 AC - Dimensões usuais para ar-condicionado. RF - Dimensões usuais para refrigeração. * Dimensões padronizadas.
5.2.1.2 Para tubos de seção circular, a tolerância no diâmetro externo ou interno deve estar de acordo com a tabela 5. Tabela 5 — Tolerância no diâmetro externo ou interno Dimensões em milímetros Diâmetro nominal (Dn)
Tolerância
Dn
≤
16
± 0,05
16
< Dn
≤
25
± 0,06
25
< Dn
≤
50
± 0,08
50
< Dn
≤
75
± 0,10
75
< Dn
≤
100
± 0,12
100
< Dn
≤
125
± 0,15
125
< Dn
≤
150
± 0,18
150
< Dn
≤
200
± 0,20
200
< Dn
≤
250
± 0,25
a)
a)
A tolerância aplica-se tanto ao diâmetro externo como ao interno. Quando existe acordo prévio para tomar a tolerância num sentido, esta deve ser o dobro do valor dado nesta tabela.
5.2.1.3 Para tubos de seção circular, a tolerância na espessura de parede deve ser de 10% para mais e para menos da espessura nominal especificada.
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5.2.2
Ovalização
Para tubos de seção circular em unidades retas, encruados, com espessura de parede igual ou superior a 0,40 mm, a tolerância de ovalização deve estar de acordo com a tabela 6. Para determinar conformidade, deve-se calcular a relação entre a espessura de parede nominal ( e) e o diâmetro externo (De). Tabela 6 — Tolerância na ovalização para tubos de seção circular, encruados, retos Relação r entre a espessura de parede nominal e o diâmetro externo ( r = e/Dn)
NOTA
5.2.3
Ovalização, em porcentagem, do diâmetro nominal (em milímetros, arrendondada ao múltiplo mais próximo de 0,01 mm)
0,01
≤
r
≤
0,03
1,5%
0,02
≤
r
≤
0,05
1,0%
0,05
≤
r
≤
0,10
0,8% (mínimo 0,05 mm)
0,10
≤
r
0,7% (mínimo 0,05 mm)
Não se estabelecem tolerâncias de ovalização para tubos extrudados, tubos recozidos retos ou em rolos.
Desvio de retilineidade
5.2.3.1 Para tubos de seção circular, encruados, cujo diâmetro nominal seja de 6 mm a 90 mm, inclusive, o desvio máximo da retilineidade deve estar de acordo com a tabela 7. Tabela 7 — Desvio da retilineidade permissível para tubos de seção circular Dimensões em milímetros Comprimento nominal (L) 1 000
<
L
≤
2 000
5
2 000
<
L
≤
2 500
8
2 500
<
L
≤
3 000
13
3 000
<
L
NOTA
5.2.4
Flecha máxima
13 em qualquer trecho de 3 000
Aplicável somente aos tubos encruados, com o diâmetro nominal de 6 mm a 90 mm, inclusive.
Esquadria de corte
O corte nas extremidades dos tubos retos deve ser normal ao eixo longitudinal do tubo. O desvio máximo da esquadria deve estar de acordo com a tabela 8.
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Tabela 8 — Tolerância na esquadria do corte para tubos de seção circular, retos Dimensões em milímetros Diâmetro nominal (Dn) Dn 16
5.3
<
≤
Tolerância 0,25
16
0,016 por milímetro de diâmetro
Dn
Físicos e químicos
5.3.1
Composição química
O material deve cumprir os limites indicados na tabela 9. A análise deve ser feita conforme ASTM E 53 ou ASTM E 62, ou utilizando-se método de ensaio definido conforme acordo entre comprador e fornecedor. Tabela 9 — Composição química Valores em porcentagem
Ligas
Designação comercial
C10200
Cu OF
C10300
Cu OFXLP
C11000
Cu ETP
C12000 C12200
Cobre + prata mín.
Fósforo Mínimo
Máximo
a)
-
-
b), c)
0,001
0,005
99,90
-
-
Cu DLP
99,9
0,004
0,012
Cu DHP
99,9
0,015
0,040
99,95 99,95
a)
Teor de oxigênio máximo de 10 ppm.
b)
Cobre + prata + fósforo.
c)
Teor de oxigênio máximo de 40 ppm.
5.3.2
Características físicas
Os tubos devem cumprir os requisitos indicados na tabela 10.
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Tabela 10 — Requisitos físicos e metalográficos Recozido extramole
Encruado duro
Recozido mole
H80
O50
310
205
205
Alongamento mínimo em 50 mm de comprimento (%)
-
40
40
Tamanho de grão
-
0,040 máximo
0,040 mínimo
R 30T/55 (mín.)
R 15T/65 (máx.)
R 15T/60 (máx.)
Requisitos Resistência à tração mínima (MPa)
Dureza superficial (escala/valor)
O60
NOTAS 1 A dureza dos tubos deve ser determinada de acordo com a ABNT NBR NM 146-1. 2 O tamanho do grão deve ser determinado de acordo com a ABNT NBR 11568. 3 O limite de resistência à tração e alongamento deve ser determinado de acordo com a ABNT NBR ISO 6892.
5.3.3
Fragilização por hidrogênio
As amostras do tubo de cobre devem estar livres de óxido cuproso quando examinados de acordo com ASTM B 577 (método B) e não devem apresentar sinais de porosidade nem granulação aberta, características de fragilização por hidrogênio. Este requisito pode não ser aplicável, se expressamente acordado pelo comprador através de sua ordem de compra. 5.3.4
Expansão
O tubo deve se expandir, sem apresentar quebras ou rachaduras perceptíveis à visão normal, 5.3.4.1 quando examinado de acordo com a ASTM B 153, consideradas as seguintes porcentagens de expansão do diâmetro externo nominal dadas na tabela 11. Tabela 11 — Limites de expansão Diâmetro externo nominal - Dn mm
5.3.4.2
Expansão mínima do diâmetro externo nominal %
Dn ≤ 19
40
Dn > 19
30
Achatamento
Corta-se uma das extremidades do tubo com comprimento de 100 mm, para o ensaio de achatamento. Essa amostra deve ser achatada até que passe livremente por um gabarito, com abertura de três vezes a espessura de parede. O tubo assim ensaiado não deve apresentar rachaduras ou quebras perceptíveis à visão normal. Ao se achatar a amostra, deve-se fazer lentamente, com um só movimento da prensa. NOTA compra.
Este requisito deve ser aplicável, se expressamente solicitado pelo comprador através de sua ordem de
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5.3.5
Ensaios não-destrutivos
O tubo não deve apresentar defeitos de fabricação quando submetido a um dos ensaios apresentados em 5.2.5.1, 5.2.5.2 ou 5.2.5.3, danos ou vazamentos após realização do ensaio de resistência à estanqueidade. Fica a critério do fabricante a seleção de um dos métodos de ensaio. 5.3.5.1
Ensaio pneumático
Este ensaio só é aplicado a tubos fornecidos em rolos. Os tubos submetidos ao ensaio pneumático devem suportar, sem evidenciar vazamento, a pressão de ar interna mínima de 60 psi por 5 s. O método de ensaio deve permitir que qualquer vazamento seja percebido visual e facilmente, imergindo-se o tubo em água ou usando-se o método de pressão diferencial. NOTA
Outras pressões podem ser utilizadas, desde que acordadas entre o fabricante e o comprador.
5.3.5.2
Ensaio hidrostático
Este ensaio só é aplicado a tubos fornecidos em unidades retas e na têmpera encruada, isto é, antes do tratamento térmico final. 5.3.5.2.1 Os tubos submetidos ao ensaio hidrostático devem suportar, sem evidenciar vazamento, uma pressão interna suficiente para produzir no material um esforço tangencial de 41 MPa durante 1 min, sem apresentar vazamento. 5.3.5.2.2 O ensaio deve ser feito em todos os tubos, fechando-se uma das extremidades hermeticamente e conectando-se a outra a uma bomba e um manômetro. Encher o tubo de água e aplicar a pressão hidrostática calculada pela equação abaixo: 2 Se
= p
D - 0,8 e
onde: p é a pressão hidrostática, em megapascals; S é o esforço tangencial especificado, em megapascals; e é a espessura de parede nominal, em milímetros; D é o diâmetro externo nominal, em milímetros. 5.3.5.2.3 Os tubos não devem ser ensaiados à pressão hidrostática superior a 6,9 MPa, a menos que seja acordado entre o fabricante e o comprador. 5.3.5.3
Correntes induzidas
Os tubos submetidos ao ensaio por correntes induzidas, de acordo com ASTM E 243, devem passar através de um aparelho de ensaio calibrado conforme estabelecido na norma de especificação do produto. Os tubos devem ser ensaiados na têmpera encruada, antes do tratamento térmico final. Neste ensaio as seguintes exigências devem ser cumpridas: a)
10
os tubos não devem fazer disparar o dispositivo de sinalização do aparelho;
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ABNT NBR 7541:2004
b)
tubos que produzirem sinais irrelevantes devido à presença de umidade ou sujeira podem ser recondicionados e reensaiados;
c)
tubos que produzirem sinais irrelevantes devido a marcas de manuseio visíveis e identificáveis podem ser ensaiados de acordo com 5.2.5, desde que as suas medidas permaneçam dentro dos limites especificados.
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Aceitação e rejeição
O fornecedor deve demonstrar por meios adequados (ensaios de laboratório, certificação de produto, outros) a conformidade dos produtos com relação a todos os requisitos estabelecidos nesta Norma.
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