소결 필터 소재: 스테인리스강, PTFE, PE, PP 및 PA

“10 마이크론으로 견적 내주실 수 있나요?”

이런 종류의 견적 요청서(RFQ)를 보면 여과 엔지니어는 평소보다 한 순간 더 화면을 뚫어지게 바라보게 됩니다. 10미크론 필터가 어렵기 때문은 아닙니다. 전혀 그렇지 않습니다. 구매자가 유체 화학 성분, 급격한 온도 상승, ΔP 한계, 세척 방법, 엔드캡 설계, 기공 구조, 그리고 카트리지가 증기, 용매, 염수, 촉매 미립자, 끈적거리는 폴리머 찌꺼기, 아니면 그냥 물에 노출될지 여부와 같은 모든 위험한 부분을 생략했기 때문입니다.

큰 차이네요.

솔직히 말해서, 초기 단계의 구매자 대부분은 오해하고 있지 않다고 생각합니다 소결 금속 필터의 종류 그들은 부주의하기 때문이며, 업계가 다공성 매체를 마치 단순한 SKU인 양 계속 판매하기 때문에 이를 오해하는 것입니다. 사실 소결 필터는 깔끔한 원통, 원반, 튜브, 컵, 캔들, 머플러 또는 주름형 필터 요소 안에 숨겨진 기계적·화학적 절충안이기 때문입니다. 그렇게 말하면 별로 깔끔해 보이지 않죠?

이것이 바로 냉정한 현실입니다. 마이크론 등급은 가장 먼저 고려해야 할 요소가 아닙니다.

비교조차 안 될 정도예요.

10 μm 316L 스테인리스강 소결 필터와 10 μm PE 소결 필터는 견적서 상에서는 모두 깔끔하고 비슷해 보일 수 있지만, 일단 생산 라인에 투입되면 완전히 다른 두 가지 제품처럼 작동합니다. 하나는 고온, 백펄스(backpulse)의 가혹한 조건, 압력 사이클링을 견딜 수 있습니다. 다른 하나는 더 저렴하고 가벼우며 화학적 내성이 뛰어나겠지만, 용접된 금속인 척 하라고 요구해서는 안 됩니다.

구매자들이 더 낮은 단가를 쫓다가, 결국 부품이 막히거나, 플라스틱이 뒤틀리거나, 이음매가 갈라지거나, 이상한 추출물 문제가 발생하거나, 유지보수 담당자가 “이거 또 고장 났네요”라고 말하는 대가를 치르는 모습을 여러 번 봐왔습니다.”

그건 이론이 아닙니다.

제약 및 고순도 수처리 시스템의 경우, 미국 FDA의 고순도 수처리 시스템 점검 지침 이 글은 시스템 설계, 미생물 관리, 살균, 오염 위험, 그리고 검증 과정에서 겪는 골칫거리들에 대해 다룹니다. 필터 재질 선택은 바로 그 복잡한 문제들 속에 자리 잡고 있습니다. 그 문제들 위에 떠 있는 것이 아닙니다.

그리고 이제 화학도 정치적 서류 작업이 되어버렸다.

2024년 4월, 미국 환경보호청(EPA)은 여러 PFAS 화합물에 대한 국가 음용수 기준치를 최종 확정했으며, PFOA와 PFOS를 CERCLA 유해 물질로 지정했습니다. PTFE는 PFOA가 아닙니다. PTFE는 PFOS도 아닙니다. 부주의하게 행동해서는 안 됩니다. 하지만 규제 대상 공급망에서 구매자가 “불소중합체”라는 문구를 발견하면, 이제는 기공 크기에 대해 문의하기 전에 성분 선언서, 가공 보조제 명세서, 공급업체 관련 서류를 요구할 수도 있습니다. 바로 그 때문에 EPA의 2024년 PFAS 음용수 규정 그리고 PFOA/PFOS 슈퍼펀드 지정 여과 분야 종사자들에게는 중요한 문제입니다. 비록 아무도 인정하려 하지 않더라도 말이죠.

네, 맞습니다. 이 글은 소재에 관한 안내서입니다.

하지만 정말 그럴까요? 이건 현장 고장 예방 가이드입니다.

스테인리스강: 여전히 사람들을 곤란하게 만드는 ‘기본 선택지’

하지만 스테인리스강은 지나치게 맹목적인 신뢰를 받고 있다.

사람들은 도면에 “SS”라고 적어두면 문제가 해결되는 것처럼 생각하지만, 그렇지 않습니다. SS가 대체 뭡니까? 304? 316? 316L? 소결 분말? 소결 메쉬? 펠트? 주름 접합재? 용접 튜브? 압입식 엔드 캡? 패시베이션 처리가 된 건가요, 아니면 그냥 제품 사진에서 조명을 잘 받아서 멋지게 나온 것일 뿐인가요?

세부 사항이 중요합니다.

316L 스테인리스강 소결 필터 매체는 일반적으로 고온, 증기 세척, 압축 공기, 고온 가스, 촉매 회수, 반복적인 역세척, 또는 플라스틱 카트리지를 녹아내리게 할 정도의 압력 펄스가 발생하는 용도에서 제가 가장 먼저 고려하는 선택지입니다. 이 소재는 강성이 뛰어나고 세척이 가능하며, 복잡한 조립체에 용접하여 사용할 수 있습니다. 또한 작업자가 밸브를 너무 빨리 열어도 문제가 발생하지 않습니다.

보통은요.

하지만 염화물이 등장하면 스테인리스강도 그 자만심 어린 미소를 잃기 시작합니다. 따뜻한 염화물, 틈새, 불충분한 패시베이션, 그리고 “스테인리스’라고 위장한 저급 합금이 더해지면, 마치 누군가가 가장 싼 견적을 받아놓고 화학 반응이 눈치채지 못하기를 바랐던 것처럼 보이는 점식 부식, 변색, 그리고 파손이 발생할 수 있습니다.

제 경험에 비추어 볼 때, 316L 스테인리스강 소결 필터가 “프리미엄”인 이유는 단순히 그렇게 들리기 때문이 아닙니다. 실제 산업 현장에서 용접 부위, 열 사이클링, 구조적 안정성 등이 모두 중요한 요소이기 때문에 이 필터가 유용합니다.

누군가가 ~에 대해 물어보면 스테인리스강 대 PTFE 필터, 저는 솔직하게 말하겠습니다. 기계적 내구성 면에서는 스테인리스가 우세합니다. 화학적 내구성 면에서는 PTFE가 훨씬 더 뛰어납니다. 배관이 고온이거나, 펄스 현상이 발생하거나, 증기 세척을 거치거나, 물리적으로 거친 환경이라면 저는 스테인리스를 선택합니다. 유체의 화학적 성질이 매우 거칠지만 기계적 부하가 감당 가능한 수준이라면, PTFE를 선택하는 것이 더 합리적으로 보입니다.

항상 그런 것은 아닙니다.

하지만 자주.

PTFE: 화학적 안정성은 뛰어나지만, 기계적 강도는 그리 뛰어나지 않다

하지만 PTFE에는 그만의 열성 팬층이 있으며, 그중 일부는 위험하기도 합니다.

사람들은 화학적 호환성 표만 보고 일이 끝난 줄 압니다. 아닙니다. PTFE 소결 필터 매체는 많은 산, 용매, 산화제 및 부식성 유체와 함께 사용해도 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다. 표면 에너지가 낮기 때문입니다. 쉽게 젖지 않는 특성을 지녔습니다. PE, PP, PA, 또는 스테인리스강을 불안하게 만들 만한 수많은 유해한 화학 물질에도 잘 견딥니다.

그 부분은 사실이에요.

하지만 PTFE는 흰 옷을 입은 금속 촛불 같은 존재가 아닙니다. 크리프 현상이 발생할 수 있고, 하중을 받으면 변형될 수 있으며, 접착이 까다로울 수 있고, 비용도 비쌀 수 있습니다. 또한 규제 대상 프로젝트의 경우, 불소중합체 관련 공급망에 대한 감시가 강화되면서 회의에서 추가적인 문서 관련 질문이 제기될 수 있습니다.

PTFE를 피하라는 말은 아닙니다.

내 말은, 그걸 숭배하지 말라는 거야.

그 부식성 화학 물질에 가장 적합한 소결 필터 소재 이는 정확한 화학식, 농도, 노출 시간, 온도, 압력 및 세척 절차에 따라 달라집니다. PTFE는 부식성이 강한 산이나 혼합 용매에 적합할 수 있습니다. 해수나 산화성 염화물 환경에서는 티타늄이 더 적합할 수 있습니다. 일부 부식성 알칼리 용도에서는 니켈이 더 나을 수 있습니다. 화학적 조건이 온화하고 예산에 큰 제약이 없는 저온 주입 스키드의 경우, PP로도 충분할 수 있습니다.

이것이 바로 냉혹한 진실입니다. “내화학성: 양호”는 사양이 아닙니다.

그저 어깨를 으쓱일 뿐이에요.

PE 대 PP: 값싼 플라스틱, 값비싼 실수

저는 메탈을 주로 다루는 많은 엔지니어들보다 PE를 더 좋아합니다.

자, 이제 말했네.

PE 소결 필터—특히 UHMWPE 다공성 부품—는 내구성이 뛰어나고, 가격도 저렴하며, 성형이 용이해 공기, 물, 통풍구, 스파저, 피펫 팁 차단재, 소음기, 의료용 다공성 플러그, 실험실 여과 부품, 경량 액체 정화 용도 등에 매우 적합합니다. 이 제품들은 어디에나 있습니다. 조용히. 화려하지는 않지만 유용합니다.

작은 부품. 대량 생산.

하지만 PE 대 PP 소결 필터 이 논쟁은 소재 선택 논의 과정에서 왜곡되기 일쑤입니다. PE가 단순히 “저렴한 소재’인 것은 아닙니다. PP가 무조건 ”더 나은 소재’인 것도 아닙니다. PE는 일반적으로 우수한 인성, 내충격성, 내마모성을 갖추고 있습니다. PP는 특정 산업용 액체에서 더 뛰어난 내열성과 내화학성을 보이는 경우가 많습니다.

그리고 과도한 압력을 가하거나 과열시키거나, 마치 스테인리스강인 것처럼 세척하면 둘 다 멋지게 고장 날 수 있습니다.

제 경험에 비추어 볼 때, PE는 비용, 내구성, 그리고 쉬운 맞춤 제작이 중요한 적정 온도, 저~중압 환경에서 사용하기에 적합합니다. 공정이 더 뜨거워지거나 화학적 부식성이 강해지지만, PTFE나 금속을 사용할 만큼의 필요성은 아직 없는 경우에는 PP를 선택하는 것이 더 합리적입니다.

플라스틱을 영웅처럼 미화하지 마세요.

그건 플라스틱이에요.

단가가 저렴해 보인다는 이유만으로 PE 카트리지를 선택했다가, 고온의 화학 처리 과정에서 부품이 변형되자 구매 담당자가 놀란 표정을 짓는 경우를 본 적이 있습니다. 이것이 항상 제조상의 결함인 것은 아닙니다. 때로는 단순히 구매 담당자라는 직함을 달고 있는, 부실한 적용 설계 때문일 뿐입니다.

PA 나일론: 튼튼하고 유용하며, 은근히 교묘한

나일론은요?

PA 나일론 다공성 필터 소재는 매우 실용적인 선택이 될 수 있습니다. 이 소재는 많은 일반 플라스틱보다 기계적 인성이 우수하고, 마모 저항성도 괜찮으며, 공압 배기구, 연료 관련 부품, 오일 미스트 시스템, 윤활 회로 및 특정 산업용 다공성 부품에서 사용하기에 충분한 구조적 신뢰성을 갖추고 있습니다.

하지만 나일론은 물을 흡수합니다.

그 짧은 문장 하나만으로도 대충 작성된 사양서는 무용지물이 된다.

수분 흡수는 치수 변화를 일으키고, 기계적 특성을 변화시키며, 장착 적합성을 저해하고, 젖거나 습한 환경에서 성가신 성능 편차를 초래할 수 있습니다. 부품의 공차 스택이 엄격하거나, 교정된 유량 요건이 있거나, 스냅핏 형상을 갖추고 있거나, 장시간 침수 노출이 예상되는 경우, 실제 조건에서 테스트해야 합니다. 단순히 “실온에서 시료를 살펴보니 괜찮아 보였다”는 식의 테스트가 아니라, 진정한 의미의 테스트를 수행해야 합니다.

PA는 나쁘지 않아요. 사실 저는 꽤 마음에 들어요.

하지만 누군가가 수분 흡수를 간과해 놓고는 치수 변화에 놀란 척한다면, 저는 별로 동정심이 생기지 않습니다. 그건 신비로운 현장 현상이 아닙니다. 그저 나일론이 나일론답게 행동하는 것일 뿐이죠.

티타늄, 니켈, 청동: 제품이 고장 나기 전까지는 이상한 선택처럼 보이지만

스테인리스강이 두 번 고장 나기 전까지는 티타늄이 비싸게 느껴진다.

그러다 보니 갑자기 어른의 감독이 필요한 상황처럼 보인다.

티타늄 소결 매체는 해수, 염화물 함량이 높은 환경, 산화성 화학 물질 처리, 생체의료 부품, 항공우주 시스템 등 내식성이 단순히 ‘있으면 좋은’ 수준이 아닌 분야에서 주목받고 있습니다. 이 소재는 단순히 청구서 금액을 줄이기 위해 선택하는 것이 아닙니다. 가동 중단으로 인한 비용이 발생하면 저렴한 매체를 선택하는 것이 오히려 어리석게 보일 때 비로소 선택하게 되는 소재입니다.

니켈은 사정이 다릅니다. 니켈 소결 매체는 강알칼리 환경, 고온 화학 공정, 전극, 배터리, 특수 가스 또는 액체 처리 분야는 물론, 스테인리스강이 화학적 내성이 너무 약하고 플라스틱은 아예 고려 대상조차 되지 않는 경우에도 사용됩니다.

이 부분에서도 원자재 시장의 동향이 중요합니다. 로이터는 2024년 보도에서, 거래소 재고량이 급증하면서 니켈 가격에 압박을 가하고 있으며, 공급 과잉에 대한 우려가 지속되고 있다고 전했습니다. 그렇다고 해서 니켈 소결 매체가 하룻밤 사이에 저렴해진다는 뜻은 아니지만, 구매자들은 견적 유효 기간, 장기 계약, 원자재 관련 조항 등을 고려해야 함을 의미합니다. 로이터 기사를 참조하십시오. 급등하는 거래량, 니켈 가격에 압박 가해.

반면 브론즈는 손이 더러우면서도 유용한 조언을 해주는 노련한 작업장 아저씨다.

섹시하지는 않지만, 믿음직스럽다.

공압식 소음기, 배기 밸브, 윤활 회로, 연료 시스템, 그리고 중간 수준의 부하를 받는 다공성 금속 부품에는 여전히 청동 여과재가 적합합니다. 가공이 용이하고 실용적이며, 그 본질을 솔직하게 드러냅니다. 저는 허세를 부리지 않는 소재를 높이 평가합니다.

재료 비교표

자신을 속이지 않고 소결 필터 재료를 선택하는 방법

먼저 유체부터 시작합시다.

가격도 아니고, 마이크론 등급도 아니고, 극적인 조명이 비친 제품 사진도 아닙니다.

필터 매체가 부풀어 오르거나, 움푹 패이거나, 미끄러지거나, 갈라지거나, 입자가 떨어져 나가거나, 시야를 가리거나, 변형되거나, 세척을 견디지 못한다면, 마이크론 등급은 그저 장식용 숫자에 불과해집니다. 차압을 견디지 못하고 붕괴되는 아름다운 5 μm 필터 요소는 서류만 잔뜩 붙은 값비싼 고철에 불과합니다.

먼저 성가신 질문부터 하세요.

어떤 유체인가요? 정확한 농도는 얼마인가요? pH는 얼마인가요? 정상 온도와 이상 온도는 얼마인가요? 최대 차압은 얼마인가요? 유량은 얼마입니까? 고형물 함량은 어떻게 됩니까? 입자 형태는 어떤가요? 오염 물질은 단단한 모래알, 끈적거리는 케이크, 젤라틴질 슬러지, 촉매 미세 입자, 카본 블랙, 수지 비드, 녹, 스케일, 아니면 젖은 밀가루처럼 기공을 막는 반중합 상태의 혼합물입니까?

그렇다면 어떻게 세척되는지 물어보세요.

역펄스? 초음파? 증기? 산 세척? 알칼리 세척? 용제 세척? 역류? 아니면 그 고전적인 “작업자가 근처에 있는 걸로 마구 때려대는” 세척 방법?

반은 농담이고 반은 진심이에요.

미국 여과 및 분리 학회(American Filtration & Separations Society)는 소결 금속 필터가 강도, 고압 및 고온 내성, 열충격 저항성, 내식성, 세척 용이성, 완전 용접 구조, 긴 수명 등이 중요한 분야에서 유용하다고 설명합니다. 이것이 바로 소결 금속 필터의 종류—카탈로그 속의 장식물이 아닌, 지저분한 산업의 현실. AF&S의 개요를 참조하세요. 소결 금속 분말 매체.

하지만 이 말은 분명히 해두겠습니다. 메탈이 항상 더 똑똑한 것은 아닙니다.

때로는 PE가 정답일 때가 있습니다. 때로는 PP가 더 나은 타협안일 때가 있습니다. 때로는 PTFE만이 부식되지 않는 유일한 소재일 때가 있습니다. 때로는 티타늄이 전체 배관을 구해줄 때가 있습니다. 때로는 청동이 5년 동안 제 역할을 톡톡히 해내지만, 아무런 고장도 발생하지 않았기 때문에 아무도 링크드인에 이에 대한 글을 올리지 않을 때가 있습니다.

그건 여과 효과가 좋네요.

조용한 여과.

분류표: 각 재료가 일반적으로 속하는 곳

제가 정말 신뢰하는 공급업체 평가

재료 증명서를 요청하십시오.

그럼 말은 그만하고 어떻게 되는지 지켜보세요.

신뢰할 수 있는 공급업체라면 기포점, 투과도 곡선, 기공 크기 허용 오차, 최대 차압, 매체 두께, 용접 방법, 접합 방법, 엔드캡 설계, 세척 기준, 그리고 해당 부품이 소결 분말, 소결 메쉬, 소결 펠트, 주름형 금속 매체, 천공판 복합 메쉬 중 어느 것에 해당하는지 등에 대해 논의할 수 있어야 합니다.

유체, 온도, 압력 또는 세척 방법을 파악하기도 전에 “네, 문제없습니다”라고 대답한다면, 위험 경보음이 울리기 시작해야 합니다.

시끄러운 소음.

또한 배치 간 재현성도 알고 싶습니다. 깨끗한 시료 하나만으로는 별 의미가 없습니다. 실제 생산 로트에서야 비로소 분말 관리 미흡, 소결 공정 불량, 기공 분포 불균일, 부실한 용접, 그리고 값싼 대체 재료 사용 등의 문제가 드러나기 시작합니다.

샘플들이 제대로 작동합니다.

공장들이 드러난다.

자주 묻는 질문

소결 금속 필터의 주요 유형에는 어떤 것들이 있나요?

소결 금속 필터는 소결 분말, 소결 와이어 메쉬, 소결 섬유 펠트, 주름형 금속 필터 매체 또는 복합 지지층으로 제작된 다공성 금속 필터 구조물로, 고온·고압·부식성 환경 또는 세척이 가능한 산업 현장에서 액체, 기체 및 고체-액체 분리에 사용됩니다.

현장 용어로 말하자면, 분말 매체는 심층 여과와 더 유사한 특성을 보입니다. 메쉬는 표면 매체로서 세척이 더 용이합니다. 펠트는 더 많은 오염 물질을 포집합니다. 주름진 금속은 표면적을 늘려줍니다. 천공판 복합 메쉬는 압력이 가해지거나 취급이 거칠어질 때 필터 요소에 더 튼튼한 지지 구조를 제공합니다.

소결 필터에 있어 316L 스테인리스강이 PTFE보다 더 우수할까요?

광범위한 화학적 불활성보다 기계적 강도, 내압성, 증기 세척, 용접성, 열충격 저항성 및 반복적인 역세척이 더 중요한 경우에는 316L 스테인리스강이 PTFE보다 우수합니다. 반면, 부식성이 강한 산, 용매, 산화제 또는 부식 위험이 사용 조건에서 주를 이루는 경우에는 PTFE가 더 우수합니다.

제가 현장에서 따르는 대략적인 원칙은 간단합니다. 316L은 가혹한 사용 조건에 더 강하고, PTFE는 다양한 화학 물질에 더 잘 견딥니다. 배관이 고온에 노출되거나 펄스 현상이 발생하거나 기계적 조건이 열악한 경우에는 스테인리스를 선택합니다. 반면, 부식성이 강한 화학 물질이 사용되고 압력이 제어되는 환경이라면 PTFE를 고려해 봅니다.

PE와 PP 소결 필터 소재 중 어느 것이 더 좋을까요?

PE는 일반적으로 인성, 내충격성 및 일반적인 공기 또는 물과의 호환성이 요구되는 경제적이고 저온의 다공성 플라스틱 여과 용도에 더 적합하며, 반면 PP는 더 높은 온도의 화학 물질 처리나 향상된 내열성 또는 내화학성이 필요한 다양한 산업용 액체 용도에 더 적합합니다.

단순히 가격만 보고 선택하지 마십시오. 열 변형, 크리프, 지지대 형상, 벽 두께, 기공 안정성, 세정 용액, 차압 등에 대해 문의하십시오. 부적절한 고온 화학 처리 스키드에 저렴한 PE 요소를 사용하면 금요일 오후가 되기 전에 막대한 비용이 발생할 수 있습니다.

PA 나일론 다공성 여과재는 습한 환경에 적합한가요?

PA 나일론 다공성 필터 소재는 습한 환경에서도 사용할 수 있지만, 수분 흡수로 인해 치수, 기계적 성능, 유동 안정성 및 장기적인 밀착성이 변할 수 있습니다. 따라서 정밀 용도로 승인되기 전에 실제 침지 시간, 습도, 온도, 유체 화학적 특성 및 허용 오차 요건을 고려하여 테스트를 거쳐야 합니다.

그 습기 문제는 사소한 문제가 아닙니다. 이 문제가 다공성 부품이 제대로 밀봉되는지, 일관되게 유동이 이루어지는지, 아니면 서서히 생산 라인에서 아무도 책임지고 싶어 하지 않는 “원인을 알 수 없는 문제’로 변해가는지를 좌우할 수 있습니다.

부식성 화학 물질에 가장 적합한 소결 필터 소재는 무엇입니까?

부식성 화학 물질에 가장 적합한 소결 필터 소재는 해당 화학 물질의 정확한 화학식, 농도, pH, 온도, 압력, 노출 시간 및 세척 방법을 견딜 수 있는 소재입니다. PTFE, 티타늄, 니켈, PP, 316L 스테인리스강은 사용 조건에 따라 모두 적합할 수도 있고, 부적합할 수도 있습니다.

“내화학성: 양호”라는 표현을 최종적인 답으로 받아들이기 어렵습니다. 무엇에 대해 양호한 것입니까? 어떤 온도에서입니까? 얼마나 오래 지속됩니까? 정지 상태에서의 침지인가, 유동 상태에서의 사용인가? 염화물이 포함된 환경인가요? 산화제가 포함된 환경인가요? 사용 후 알칼리성 세척을 거치는 경우인가요?

산업용 소결 필터 소재는 어떻게 선택해야 할까요?

산업용 소결 필터 재료를 선택하려면, 스테인리스강, PTFE, PE, PP, PA, 티타늄, 니켈 또는 청동을 비교하기 전에 유체의 화학적 성질, pH, 온도 범위, 압력, 유량, 고형물 함유량, 미크론 등급, 세척 방법, 규정 준수 요건 및 예상 수명을 명확히 파악해야 합니다.

제가 중요하게 여기는 순서는 화학적 특성, 온도, 압력, 세척, 구조, 문서화, 그리고 가격 순입니다. 조달 부서는 종종 이 순서를 뒤바꾸려고 합니다. 그렇게 되면 필터가 가장 작은 부품임에도 불구하고 고장 수리 비용이 가장 많이 드는 부품이 되어버리는 것입니다.

조달 지침

316L 스테인리스강, PTFE, PE, PP, PA, 티타늄, 니켈 또는 청동 소결 필터 매체 중에서 어떤 것을 선택해야 할지 도움이 필요하신가요?

유체 명칭, 농도, pH, 온도, 압력, 유량, 마이크론 등급, 세척 방법 및 목표 사용 수명을 알려주십시오. 잘못된 사양을 확정하여 양산에 들어가기 전에, 당사가 재료 위험도, 기공 구조 및 맞춤형 카트리지 옵션을 비교 분석해 드릴 것입니다.

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