【国家标准(GB)】 石油和液体石油产品立式罐内油量的直接静态测量法(HTG质量测量法)

GB/T18273—2000wwW.bzxz.Net
本标准是等效采用ISO11223-1：1995《石油和液体石油产品一直接静态测量一立式储罐内油量一第1部分：测量罐内静压式的质量测量法》制定的。本标准与ISO11223-1：1995的主要差异是：1.删去引用标准ISO7078，同时增加“附录CHTG参照点到油罐标定基准点的高度测量”，代替所删去引用标准的相关内容；
2在A3中增加关于浮顶受罐壁不均匀摩擦影响的“注7”3.附录C变成附录D,附录D变成附录E；本标准的附录A、附录B是标准的附录。本标准的附录C、附录D和附录E是提示的附录。本标准由国家石油和化学工业局提出。本标准由中国石油化工集团公司石油化工科学研究院归口。本标准起草单位：中国石油化工集团公司石油化工科学研究院和中国航空工业第一集团公司第六三四研究所。
本标准主要起草人：魏进祥、金德玺、董海风、王北安。GB/T18273—2000
ISO前言
iiKAoNiKAca-
ISO（国际标准化组织)是由各国标准化团体(ISO成员)组成的世界性联合会。国际标准的编制工作通常由ISO技术委员会承担。对于技术委员会已确定的课题，每个感兴趣的成员都有在该委员会表达意见的权利。与ISO保持联系的各国际组织，政府机关和非政府机关也可以参加委员会的有关工作。在电工技术标准化工作的所有方面，ISO和国际电工委员会(IEC)保持着密切的合作关系。技术委员会采纳的国际标准化草案提交各成员国投票表决。在至少取得75%参加表决的成员同意后，才能作为国际标准发布。
国际标准ISO11223-1由ISO/TC28石油产品和润滑剂技术委员会的SC3石油静态计量分委员会编制。
ISO11223在《石油和液体石油产品一直接静态测量一立式储罐内油量》的总题目下，由如下两部分组成：
一第1部分：HTG质量测量法；
第2部分，HTG体积测量法。
附录A和附录B构成ISO11223-1的部分。附录C和附录D仅作为提示性信息。GB/T18273—2000
ISo引言
静压式油罐测量(HTG)是确定立式圆筒形储罐内液体石油和石油产品总静态质量的方法。HTG使用安装于罐壳规定位置，高精度且稳定性好的压力传感器。总静态质量由测出的压力和油罐容积表导出。其他变量，例如液位、观察体积和标准体积以及观察密度和标准密度，可以使用已制定的库存计算工业标准，由产品类型和温度来计算。在ISO11223的本部分中，用术语\质量（mass）”表示真空中的质量（真实质量）。在石油工业中，通常将表观质量(在空气中)用于贸易交接。1范围
中华人民共和国国家标准
石油和液体石油产品
立式罐内油量的直接静态测量法（HTG质量测量法）
Petroleum and liquid petroleum products-Direct static measurements-
Contents of vertical storage tanks-Mass measurement by hydrostatic tank gaugingiiKAoNiKAca-
GB/T18273—2000
eqvISo 11223-1:1995
本标准给出了直接测量立式圆筒形罐内静态油品质量的静压式油罐测量（HTG)系统的安装、调试、维护、确认和校准指南。
本标准适用于压力传感器一端通向大气的静压式油罐测量系统。本标准适用于在常压立式圆简形固定顶或浮顶罐上使用的静压式油罐测量系统。本标准不适用于在加压罐上使用的静压式油罐测量系统。注1：本标准中的传感器在输出信号为标准信号时，也称压力变送器。2引用标准
下列标准包括的条文，通过引用而构成为本标准的一部分。除非在标准中另有明确规定，下述引用标准都应是现行有效标准。
GB/T1884原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）GB/T1885
石油计量表
GB3836.1爆炸性环境用防爆电器设备通用要求GB/T8927石油和液体石油产品温度测量法GB/T9109.5原油动态计量油量计算GB/T13235.1石油和液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法（围尺法）GB/T13235.2石油和液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法（光学参比线法）GB13236石油用量油尺和钢围尺的技术条件GB/T13377J
原油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法（毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法）
GB/T13894石油和液体石油产品液位测量法（手工法）SH/T0221液化石油气密度或相对密度测定法(压力密度计法)3定义
本标准采用下列定义。
国家质量技术监督局2000-12-18批准2001-07-01实施
3.1环境空气密度ambientairdensityGB/T18273—2000
压力传感器安装处罐壁周围的空气密度。3.2环境空气温度ambientairtemperature压力传感器安装处罐壁周围的具有代表性的空气温度。3.3临界区上限critical zoneheight浮顶或浮盘由一个或多个支柱开始支撑到时的液位。3.4临界区下限pinheight
浮顶或浮盖完全由其支柱支撑时的最高液位。3.5临界区criticalzone
浮顶或浮盖靠其部分支柱支撑时的液位区间（即临界区上下限之差）。3.6装液体积dippedvolume
由装液高度和油罐容积表计算出的产品、沉淀物和水的观察体积。3.7浮顶质量floating-roofmass手工输入到数据处理器的浮顶质量值，其中包括浮顶承载的所有部件质量。3.8游离水液位freewaterlevel
与产品分层，且位于产品下面的水和沉淀物的高度。3.9表压传感器gaugepressuresensor以环境空气压力作压力参照点的传感器。3.10压头质量headmass
在HTG的底部压力传感器与油罐顶部之间的总测量质量。3.11压头空间headspace
在HTG的底部压力传感器上面，有产品和蒸汽存在的罐内空间。3.12根部空间heelspace
在HTG的底部压力传感器下面的罐内空间。3.13HTG参照点HTGreferencepoint用于测量HTG压力传感器位置的稳定参照点。3.14静压式油罐测量hydrostatictankgauging（HTG）以测量压力传感器上液体静压为基础的直接测量罐内液体质量的方法。3.15罐内蒸汽密度in-tankvapourdensity液面以上空间的气体或蒸汽（混合物)在观测条件（产品温度和压力）下的密度。3.16压力传感器有效中心pressuresensoreffectivecentre传感器上测量液体静压力的点。3.17产品根部质量productheelmass底部HTG压力传感器以下的产品质量。3.18产品根部体积productheelvolume底部HTG压力传感器以下产品的观察体积，由总根部体积减去水体积计算得到。9产品质量productmass
压头质量减去浮顶质量（如果有浮顶存在）和蒸汽质量后与产品根部质量的总和。3.20产品温度producttemperature在HTG测量区域内的油罐液体温度。3.21标准密度referencedensity标准温度下的密度。
3.22标准温度referencetemperature2
标准密度和标准体积所对应的温度。GB/T18273—2000
3.23油罐平均横截面积tankaveragecross-sectionalarea在底部HTG压力传感器所在位置和液面之间的平均横截面积。3.24油罐底缘tanklip
罐壁外边的油罐底板。
3.25总根部体积totalheelvolumeiKAoNiKAca-
在底部HTG传感器下面的观察体积，由底部传感器高度查油罐容积表，经观察温度修正后计算得到。
6气隙压力ullagepressure
液面之上的罐内蒸汽或蒸汽和空气混合物的绝对压力。3.27气隙体积ullagevolume
气隙空间的蒸汽或蒸汽和空气混合物的观察体积，由油罐总容积和装液体积之差计算得到。3.28蒸汽相对密度vapourrelativedensity蒸汽（混合物）分子量与空气分子量的比值。3.29水体积watervolume
游离沉淀物和水的观察体积，由游离水高度和油罐容积表计算得到。4系统说明
4.1概述
静压式油罐测量（HTG）系统是油罐存油量的静态质量测量系统。本系统使用压力和温度输入值以及油罐和储存液体的参数来计算罐内油品质量和表1及附录A中描述的其他变量，如图1所示。图1括号中所示其他变量的确定不包括在本标准范围内。表1用于HTG数据处理的储存参数参数组别
油罐数据
HTG传感器数据
液体数据
环境数据
罐顶类型
罐顶质量
临界区上限
临界区下限
罐壁类型
罐壁材质
油罐容积表
油罐标定温度
传感器配置
传感器P1高度（H，）
传感器P2高度（H）
传感器P3高度（H，)
液体密度
液体膨胀系数
游离水高度（L）
当地重力加速度（g）
环境温度
环境压力
固定顶、外浮顶或内浮顶
仅指浮顶罐
仅指浮顶罐
仅指浮顶罐
保温或非保温
两种热胀系数（见GB/T13235.1）指定液位的体积
油罐容积表所修正到的温度
有1,2或3个传感器的油罐
到HTG参照点
相对于P1
相对于P1
假如无P2传感器
由GB/T1885计算
由公认资料得到
4.2传感器
4.2.1压力传感器
传盛器
GB/T18273—2000
处理器
P2(可选）
环境传感器
（休积）
（语度）
(裤放）
游能数据
环统数帮
传感器数据
腋休数据
图1HTG系统功能图
静压式油罐测量(HTG)系统由可多达三个安装到罐壁上的压力传感器组成。此外，用于测量罐内液体温度（T）和环境空气温度（T，)的温度传感器也可以包括在内。对于高精度测量，还可能要安装环境空气压力传感器(P.)。
传感器P1安装在罐底附近的罐壁上。传感器P2是中间压力传感器，用于密度和液位计算。如果产品密度已知，HTG系统可以在没有传感器P2的情况下运行（在没有P2的情况下，密度数据应手工输入到数据处理器中）。如果安装传感器P2，则应安装在传感器P1上方一固定的垂直距离位置。传感器P3是油罐气隙空间的压力传感器，通常安装在油罐顶部。如果油罐能自由通气，那么HTG系统可以在无P3的情况下运行。浮顶罐上不需要P3。4.2.2温度传感器
测量产品温度的目的：
a）计算罐壳体积膨胀；
b）由观察密度（指观察温度下的液体密度）计算标准密度（用于HTG系统中液位、密度及质量的计算)。
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如果已知标准密度，则可以不用传感器P2，但仍然需要温度传感器，以计算观察密度。测量环境空气温度的目的：
c）计算环境空气密度；
d）计算罐壳体积膨胀；
e）传感器P1及P1与P2连杆的热膨胀修正。4.2.3系统配置
传感器的配置取决于实际应用和所需数据，某些配置情况如下所述。4.2.3.1已知液体密度
传感器P2通常用于油罐液体密度的测量。如果已知液体平均密度，则无需配置P2。4.2.3.2已知气隙压力
对于与大气相通的油罐（气隙表压一0)，无需配置传感器P3。其中包括所有浮顶罐和自由通气的或检尺口不密封的固定项罐。
注2：在油罐输转期间，常压固定顶罐的气隙压力可能与大气压力稍有不同。由于在输转期间不进行库存测量，因此，该影响引起的误差不大。
如果已知气隙压力，则压力P：可以作为常数输入到数据处理器中，并且在非通气罐上可以省略传感器P3。
4.2.3.3已知油罐液体温度
油罐液体和环境温度用于罐壁的热膨胀修正。如果罐内液体温度已知（GB/T8927)，对于质量测量，则不需要油罐液体温度传感器。4.2.3.4大气条件变化
对于高精度测量，可以使用环境温度和压力传感器消除次要误差。环境空气温度和压力的单个测量数据可以用于相同地点的所有罐。4.3HTG数据处理器
处理器从传感器接收数据，并使用接收数据、油罐和液体参数计算储罐内的库存质量（见图1）。储存参数分为四组：油罐数据、传感器数据、液体数据和环境数据（见表1）。表1中实际需要的那些参数应输入到HTG系统的计算程序中。注3：数据处理器也能够计算液位、观察体积和标准体积以及观察密度和标准密度。然而，本标准未将这些计算包括在内。
当产品液位降至传感器P2以下时，HTG不再能够测量液体密度。此时，可以使用产品密度的最后测量值。
数据处理器可以用于单个油罐，也可以在儿个油罐之间共享。此外，它也可以对压力传感器进行线性化和/或温度补偿修正。
由数据处理器提供的所有变量都可以显示、打印或传送到其他处理器。通常由数据处理器进行的计算在附录A中描述。5安装
5.1压力传感器
5.1.1油罐准备
在安装HTG压力传感器之前，必须进行下列工作。5.1.1.1传感器位置的选择
所有HTG压力传感器都应安装在油罐的相同一侧，必要时，应加强防护，避免风吹日晒。罐壁上的引压孔应开在产品相对静止的地方，因为由泵送或混合操作造成的产品移动可能产生附5
加的静压力。
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传感器P1是位置最低的压力传感器，到HTG参照点的安装高度为H，传感器P1应安装在油罐尽可能低的位置，但应在沉淀物和水的高度之上。如果使用压力传感器P2，则应将P2放在传感器P1上方垂直距离为H的位置，P2到P1的最大重直距离不作规定，其限制因素是当液位降至传感器P2以下时，不再能测量观察密度。P1到P2的最小垂直距离取决于密度测量的精度要求和传感器性能。传感器P2通常安装在传感器P1上方大约2m到3m的位置。
压力传感器P3用于测量固定顶油罐的蒸汽压力。如果把它安装到罐顶上，则应配备遮光挡风棚。5.1.1.2引压接头
引压接头和截止阀应在油罐停用时或使用规定的带油安装技术安装到油罐上。5.1.1.3HTG参照点
确定每个油罐HTG参照点的位置。必要时，可以采用附录C所述的光学测量方法测出HTG参照点到油罐基准点的高度。
5.1.1.4连杆
油罐充满时会发生膨胀（见5.1.4和附录B），由此引起HTG压力传感器相对于HTG参照点的过分位移，因此应使用连杆来防止此类现象发生。通过对油罐的直接测量或对油罐结构参数的估算可以确定对连杆的需求。必要时，应对连杆的数目和设计进行详细的技术评估。5.1.2压力传感器的安装
5.1.2.1工艺连接
安装的所有压力传感器应能就地断开与油罐的连通，并能就地连接到校准或（和）检验装置。在压力传感器与油罐之间安装引压阀，关闭此阀可断开二者的连接，校准仪可连接到传感器的排气孔上。传感器的安装应使传感器膜片在运转期间始终为液体覆盖。应安装排泄阀，以便需要校准或检验系统时，能排净传感器测量室中的液体。
5.1.2.2过压保护
在不打开排泄阀的情况下，关闭引压阀会形成一个装有液体的密闭空间，该密闭空间的膨胀或收缩可能会导致传感器过压。关闭引压阀会导致液体转移，也会引起传感器过压，这取决于截止阀的设计。在引压阀和传感器之间可配备压力缓冲器，以避免传感器过压。另一种方法是在关闭引压阀时，打开排泄阀卸压。
5.1.3压力传感器位置的确定
在测量传感器位置时，应测量到压力传感器的有效中心。由于传感器的膜片通常是见不到的，因此在传感器体上应提供外部参照标记及其不确定度的估计值。要使HTG测量达到高精度，传感器位置和传感器之间距离的准确度是相当重要的。距离测量的准确度指标如下：
a）传感器P1在HTG参照点上方的高度H。用于计算罐底存油质量。H。的测量误差不应超过±1mm。
b）P1到P2的垂直高度H用于计算观察密度，进而用于计算根部质量。H的测量误差应不超过±1mm。
c）P1到P3的垂直高度H.用于计算蒸汽质量和环境空气的影响量。蒸汽质量和环境空气都是只能得到近似值的次要修正系数。垂直高度H。的测量误差应不超过土50mm。5.1.4压力传感器位移的限制
在油罐输转期间，罐壁受静压变形，导致传感器位移，因此传感器P1在HTG参照点上方的高度和传感器P2在P1上方的垂直距离不可能恒定不变。传感器P1的高度变化会对测量质量构成直接影响，因此应使这种变化减到最小。传感器P1通常6
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安装在油罐的较低位置，罐壁在该位置的位移较小（固定到罐壁上的油罐基准板会有类似位移）。传感器P1在HTG参照点上方的高度H。应在油罐充满和放空的两种情况下测量。如果该高度变化超过1mm，则应配置连杆，使压力传感器P1在HTG参照点上方的垂直高度H，保持不变。传感器P1到传感器P2的垂直高度H的变化仅影响HTG的密度和液位计算。在立式罐中，对测量质量的影响可以忽略不计。如果HTG用于计算液位、密度及质量，则在传感器P1和P2之间应考虑使用连杆，以使传感器P1和P2之间的垂直高度H保持不变。HTG传感器的位移在附录B的B1中描述。如果使用连杆，则压力传感器与油罐的连接应具有弹性，以充分满足机械安全性要求。连杆应装在压力传感器的引压端口附近，以避免传感器受力过大。5.1.5风力影响
风作用到油罐上会造成静态环境空气压力的变化。现场环境变化会造成传感器P1、P2和P3上的环境空气压力的不同。由于传感器测量的表压与大气压力有关，因此，在每个传感器上，由风引起的环境压力差别将会产生附加的测量误差。当三个压力传感器都安装到油罐同一侧的一条垂直线上时，风的影响最小。传感器P1和P3之间的环境压力差会对HTG质量测量构成直接影响。如果暴露在强风下，则传感器P1和P3的外部端口应用压力平衡管连在一起。该平衡管应基本垂直，无气密或存水弯，顶部封闭，底部开口，避免冷凝水充满管子所引起的危险。如果不使用传感器P3，则环境压力在P1的变化会对HTG的质量测量精度构成直接影响（常压罐不需要P3）。如果HTG设备暴露给强风，则传感器P1的外端口应连到一根偏离油罐向下倾斜，并在风力引起环境压力变化最小的点开口的管子上。建议在地平面上，偏离油罐至少0.5m。5.1.6温度影响
高精度测量可以采用下列方法改进HTG性能：a）消除传感器体上的温度梯度；b）保持传感器恒温。
为改进传感器的性能，制造厂提出了保温要求及类型，用户应注意遵守。5.2温度传感器
5.2.1概述
温度可以自动或手工输入到数据处理器中。HTG系统一般装有油罐温度测量装置(GB/T8927)，也可包括环境空气温度测量装置。注4：如果通过其他方式测定产品或空气温度，则可以将温度值手工输入到HTG数据处理器。5.2.2传感器的位置
产品温度传感器可以是安装在压力传感器P1和P2之间的单点测温元件，也可以是平均温度测量系统。
环境空气温度传感器（如果需要）应靠近油罐，安装在压力传感器的同一侧，使它们具有相同的环境条件。
5.3HTG参照点和液位测量参照点HTG参照点应位于油罐外面传感器P1的正下方，且最好位于油罐底缘上；如果油罐底缘无法看到，参照点可以标记在罐壁上。HTG参照点不同于液位测量参照点。液位测量参照点是手工检尺点或油罐检尺口上的标记，后者位于手工检尺点上方的固定距离位置。HTG参照点和手工液位测量参照点之间的垂直距离应当用附录C所述方法测量。手工检尺点通常就是油罐标定基准点。5.4调试
5.4.1概述
在安装完HTG系统之后，应执行调试程序。在硬件损坏或系统更新后，如果更换了HTG系统的某7
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些或全部部件，则可能要重复某些或全部调试程序。保存所有数据记录，以便将来维护期间使用（第6章)。
5.4.2HTG参数输入
确定表1中列出的所有油罐、环境、HTG传感器及液体参数，并输入到HTG处理器。注5：油罐参数通常保持不变。如果更换了HTG硬件中的任一部件，则HTG传感器的参数可能会变化。如果新储液进入油罐，则液体参数可能也会变化。如果任何参数发生了变化，则应将它们的新值输入到HTG数据处理器中。5.4.3压力传感器零点调整
检查和调整压力传感器零点应遵循下列程序：a）如果为了避免风力影响，而将传感器的外端口连在一起时，则在调整传感器零点时，应拆掉连接管；
b）关闭引压阀，使传感器与油罐断开；c）打开排泄阀，排除从引压管到传感器的全部液体；d）使到传感器的引压管通向大气；e）按照制造厂的说明书调整传感器零点；f）调整后，监视传感器零点读数大约1h，必要时可作进一步调整。5.4.4油罐容积表确认
高精度的质量测量以油罐容积表具有最小误差为先决条件。建议检验油罐容积表与GB/T13235.1和GB/T13235.2的一致性，需要时应重新标定。油罐容积表通常由标定报告中液位区间对应的单位高度容积推算出来（油罐标定报告的编制见GB/T 13235.1)。
容积表还受其他次要影响（见B2和B3)。HTG数据处理器通常会储存足够的数据，以复现油罐容积表。这些数据应对照油罐容积表的数据进行核实。
5.4.5用手工测量法核实
HTG系统的计算值应该与手工测量提供的数据比较，但只能作为临时性验收的参考数据，其结果应作如下解释。
如果HTG与手工质量测量值的一致性在二者的不确定度范围内，则可以认为HTG系统运行正常，否则，应作进一步研究。
在HTG和其他质量测量的对比中，必须考虑空气中质量（例如地秤测量的)和HTG测量的真实质量的差别。由于地秤通常指示空气中的表观质量，因此当HTG和地秤比较时，建议使用空气中的表观质量。
5.4.6温度传感器核实
温度传感器（如果使用）的读数应与其他温度测量装置获得的温度读数对比。在靠近HTG产品温度传感器的附近，通过随时测量产品温度来核实液体温度传感器。在靠近HTG环境空气温度传感器的位置，通过测量环境温度来核实环境空气温度传感器。如果HTG的测量温度和参比温度的一致性超出它们的不确定度范围，则应调整HTG参数或更换传感器。
6维护
6.1概述
本操作包括系统的确认和校准。确认不同于校准，其中不涉及HTG数据处理器参数的任何修正。6.2确认
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确认的目的是证明HTG系统仍在所要求的准确度内运行。为了监视系统性能并确立系统的校准周期，通常应遵照国家相关规范定期进行此项工作。确认过程不需要使用可溯源的标准，但应采用标准程序，与稳定且可重复的参照值进行比较。在确认期间，不作调整。如果确认过程显示系统性能偏移超过预定极限，则应重新校准HTG系统。该极限应将HTG系统的预期综合测量不确定度、标准设备及HTG系统的性能要求考虑在内。6.2.1HTG传感器高度
HTG传感器高度应与第5.4.2条中得到的值比较，并记录偏差。6.2.2压力传感器零点
压力传感器零点应该用第5.4.3条给出的方法核实，但不作任何调整。6.2.3在罐测量
如果与手工法比较，则应按照第5.4.5条规定的程序进行。如果其他方法在该罐上可以替代手工法，则该方法得到的测量数据也可用于比较。6.2.4离罐测量
下列设施可用手测量质量对比。a）带有在线密度计的容积式流量计；b）带有采集管线密度的容积式流量计；c）质量流量计；
d）地秤。
6.2.5温度传感器
温度传感器应该用第5.4.6条给出的方法核实，但不作任何调整。6.3校准
6.3.1概述
校准HTG系统的目的是检验系统性能是否达到规定的准确度，并进行合理修正。HTG系统应该在确认其性能降低的情况下校准，或定期校准。HTG系统应使用可溯源标准和已批准的现行测量方法进行校准。压力传感器除零点外，通常不能再作调整。如果发现压力传感器超过规定指标，则应进行更换。6.3.2HTG系统参数
调试时确定的系统参数应由专业技术人员重新审查。必要时，应将改变的参数输入到HTG数据处理器中。
6.3.3压力传感器零点调整
检查确认记录，如果发现压力传感器零点偏离到制造厂的指标之外，则应更换压力传感器。如果传感器零点在制造厂给出的指标内，则应通过确认记录确定压力传感器零点的最佳调整量。零点调整应按第5.4.3条进行。
6.3.4温度传感器校准
检查确认记录，如果需要，应按第5.4.6条进一步核实。如果发现温度传感器在调试时确定的极限外运行，则应调整或更换温度传感器（见5.4.6)。6.3.5压力传感器校准
6.3.5.1概述
校准HTG质量测量系统的最好方法是直接校准压力传感器，但校准压力传感器的设备的准确度应优于HTG系统本身。如果不能得到这种设备，则可以用第6.3.6条所述方法校准HTG系统，但准确度略低。
如果压力传感器的位置已知、稳定，且计算中采用正确的参数（见6.3.2)，则由HTG得到的质量测量准确度取决于压力传感器的准确度。9
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