CURSO HIDRAULICA CONCEPTOS

8/17/2019 CURSO HIDRAULICA CONCEPTOS

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TESCO ARGENTINA S.A.


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POLÍTICASY CULTURAS


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EnTesco Argentina S.A., una empresa dedicada a la renta y venta de Top Drive,servicios de Casing Running y de Casing Drilling, gestionamos la Calidad, la Salud,Seguridad y el cuidado del Ambiente en todos los niveles y en todas las fases denuestros procesos.

Potenciamos y consolidamos nuestro futuro crecimiento en el negocio,aumentando la capacidad para mejorar continuamente el desempeño del Sistemade Gestión de Calidad, Salud, Seguridad y Ambiente.Concientizamos a nuestros empleados para que se involucren y comprometan enactividades relacionadas con la Calidad, Salud, Seguridad y Ambiente.

Política de Calidad, Salud, Seguridad y Ambiente de TESCO ARGENTINA S.A.


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EnTesco Argentina S.A. asumimos el compromiso de:

• Proteger la Salud y Seguridad de las personas: empleados, clientesy público en general.• Prevenir lesiones y enfermedades , trabajando para la mejora continua de la saludy seguridad.• Monitorear y mejorar en formacontinua los procesos y la calidad de nuestrosproductos y servicios

para lograr la satisfacciónde nuestros clientes.• Identificar peligros , analizar su impacto en el desempeñodeCalidad, Salud,Seguridady Ambiente,

e implementar controles para reducir el riesgo de lesioneso daños a las personas, al ambiente ya los serviciosprestados.

• Prevenir la contaminación delAmbiente en los lugares donde operamos buscandomejorar continuamenteel desempeñoambiental.

• Cumplir la legislación vigente, los requisitos reglamentarios y regulacioneslocales dondedesarrollamos nuestras actividades y los requisitosvoluntariamenteadheridos, respectode la Calidad, Salud,Seguridad y Ambiente.

La presente Políticaalineada con la Política deTESCO CORPORATION es el marco para establecer losObjetivos delSistema de Gestión Integradobasadoen lasNormasISO 9001, ISO 14001 y OHSAS18001.La misma se encuentra disponible a todas laspartes interesadas y es comunicada a todas laspersonasqueintegran la organizacióny aquellas que trabajan bajo su control, para su complimiento.


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INTRODUCCION DE CONCEPTOSGENERALES

En principios vamos a introducirnos en conceptos técnicos para mejorarnuestra capacitación técnica. Y así poder brindar un mejor servicio a nuestrosClientes, como una empresa Calificada y Profesional


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Podemos empezar nuestro estudio de hidráulica en nuestros sistemasestableciendo que en primer lugar la potencia hidráulica es otro método paratransferir energía. Esta energía se genera desde un motor eléctrico, o una fuente depotencia de entrada, hacia a un actuador o dispositivo de salida.

CONCEPTOS HIDRAULICOS


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El flujo en un sistema hidráulico se origina desde una bomba de desplazamiento

positivo. Existen tres principios importantes que se deben comprender relacionadoscon el flujo en un sistema hidráulico.

Primer principio: El flujo es lo que lo hace funcionar. Para que cualquier elemento enun sistema hidráulico se mueva, se debe suministrar flujo al actuador.

Segundo principio: El caudal del flujo es lo que determina la velocidad. El caudal del

flujo generalmente se mide en galones por minuto o GPM. Los GPM sondeterminados por la bomba.

Tercer principio: Con un caudal de flujo determinado, los cambios en eldesplazamiento de volumen del actuador cambian la velocidad del actuador. Si haymenos volumen para desplazar, los ciclos del actuador serán más rápidos.

El flujo


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EN LA FIGURA SE MUESTRAN LOS DETALLES:


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La presión en un sistema hidráulico proviene de la resistencia al flujo. Para ilustrar

mejor este principio, piense en el flujo que se descarga desde una bombahidráulica. La bomba produce flujo, no presión. Sin embargo, si empezamos arestringir el flujo desde la bomba, esto genera presión.

BOMBA

MOTORTodos los puntos de resistencia, como porejemplo, los recorridos largos de tuberías,codos y los diversos componentes sonacumulativos en serie y contribuyen a lapresión total del sistema.


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Caída de PresiónLa presión que no se utiliza directamente para proporcionar trabajo se puede definircomo caída de presión o presión resistiva. Es la presión requerida para empujar elfluido a través de los conductores hacia el actuador. Esta energía asume la forma decalor. Una caída excesiva de la presión puede contribuir a la acumulación excesivade calor en el sistema hidráulico. Esta presión resistiva es acumulativa y se debeagregar a los requisitos generales de presión del sistema.


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Descripción GeneralEl estudio de la potencia hidráulica implica la comprensión del mecanismo detransmisión de energía a través de un líquido confinado. El fluido hidráulico bien

puede ser considerado como el componente más importante de un sistemahidráulico. Sirve como lubricante, como medio de transferencia de energía y comosellador.


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En nuestro ejemplo de lubricación, el fluido hidráulico como lubricante permite queeste bloque se deslice con menos fricción y desgaste de las piezas. En el ejemplode medio de transferencia de calor, el fluido calentado entra e irradia su energíahacia afuera, dejando el sistema más refrigerado. En el ejemplo de transferencia de

energía, el fluido hidráulico transfiere la energía desde el lado de entrada hacia ellado de salida debido a que el fluido es básicamente no comprimible. En el ejemplode sellador, el fluido hidráulico entre la pared y el pistón actúa como sellador debidoa su viscosidad.


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Si se utiliza una bomba de desplazamiento positivo, se transmite energía desde elmotor eléctrico, o fuente de entrada, hacia el actuador, que es la salida, a través del

medio representado por un fluido no comprimible. A medida que el fluido pasa porlos conductores y componentes, se deben cumplir determinadas consideracionespara asegurar la máxima eficiencia en la transferencia de energía. Entre estasconsideraciones se incluyen la comprensión y la aplicación adecuada de lavelocidad y la viscosidad del fluido.


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La velocidad es la distancia que recorre el fluido por unidad de tiempo. Tambiénpodemos decir que la velocidad de dicho volumen va a estar sujeta a la sección delconductor que se utilice. Como por ejemplo si utilizamos un flujo determinado en unconductor de una sección mayor el fluido va a responder a una velocidad diferente que silo aplicamos el mismo caudal a un conductor de menor sección.

Por eso en nuestros sistemas es importante no alterar las dimensiones de las mangueras,por que estas ya están calculadas en distancia y diámetros para las funciones a usar.


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Las bombas no bombean presión; su propósito es crear flujo (la presión esel resultado de la resistencia al flujo).


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BOMBAS

ENTRANDO UN POCO MÁS PODEMOS DECIR QUE EXISTEN TRES TIPOS. PERO SOLO VAMOSA VER DOS TIPOS QUE NUESTROS SISTEMAS UTILIZAN:

1. BOMBAS DE PALETA2. BOMBAS DE PISTON3. BOMBAS DE ENGRANES

Las bombas de engranajes son compactas, relativamente económicas y tienen pocaspiezas móviles.Las bombas de engranajes externas se componen de dos engranajes, generalmente delmismo tamaño que se engranan entre si, dentro de una carcasa.El engranaje impulsor es una extensión del eje impulsor. Cuando gira, impulsa al segundoengranaje. Cuando ambos engranajes giran, el fluido se introduce a través del orificio deentrada. Este fluido queda atrapado entre la carcasa y los dientes de rotación de losengranajes, se desplaza alrededor de la carcasa y se empuja a través del puerto de salida.La bomba genera flujo y, bajo presión, transfiere energía desde la fuente de entrada, que esmecánica, hasta un actuador de potencia hidráulica.


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Bombas a engranes tales como HPI, P30

Y bomba de combustible (transfusora)


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Las bombas de pistón de caudal variable convierten el movimiento giratorio de un ejede entrada en un movimiento axial de vaivén, que se produce en los pistones. Esto selogra por medio de una placa oscilante que es fija o variable en su grado de ángulo.Cuando el conjunto del barril de pistón gira, los pistones giran alrededor del eje con laszapatas de los pistones haciendo contacto con y deslizándose sobre la superficie dela placa oscilante.Con la placa oscilante en posición vertical, no se produce ningún desplazamientoya que no hay movimiento de vaivén. A medida que el ángulo de la placa oscilanteaumenta, el pistón se mueve hacia adentro y hacia fuera del barril siguiendo elángulo de la placa oscilante.En el diseño real, el barril del cilindro está equipado con varios pistones. Duranteuna mitad del círculo de rotación, el pistón se mueve hacia fuera del barril del cilindroy genera un aumento del volumen. En la otra mitad de la rotación, el pistón se muevehacia adentro del barril del cilindro y genera una disminución del volumen. Estemovimiento de vaivén succiona fluido y lo bombea hacia fuera.


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Placa oscilante

Pistones


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Bueno ya estudiamos el fluido y los dispositivos que provocan su movimiento, ahora vamos

ver las elementos finales para los cuales usamos estos dispositivos hidráulicos con susrespectivos elementos de control.

Los elementos finales pueden ser actuadores, cilindros y motores; y los elementos decontrol podemos nombrar electroválvulas, válvulas de alivios, filtros, e instrumentosde medición (manómetros, termómetros, caudalímetros).

Los elementos mencionados reciben una energía hidráulica para transformarla en unaEnergía mecánica, que son los movimientos que pueden ser lineales o rotativos.

En los motores hidráulicos volvemos a ver como en las bombas vimos que pueden ser:motores a paleta, motores de engranes, motores de pintón.


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Motor a paletas


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Ahora vamos a hablar de los elementos o dispositivos de control de los sistemas hidráulicos;como por ejemplo como manipular sistemas de fuerza importantes con pequeñas señalesHidráulicas que pueden ser accionadas directamente por el sistema hidráulico o porseñales pilotos.Es muy importante en los circuitos hidráulicos es saber si se debe controlar el caudal deflujo o el nivel de presión.

Para el control más preciso de la presión usamos válvulas especificas para lo que deseemoscontrolar. Estas son: válvula de alivio, válvula de descarga, válvula de secuencia,

válvula reductora de presión, válvula de contrabalance y válvula de frenado.


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Una válvula de alivio de accionamiento directo es una válvula en la que el cabezal

móvil se mantiene cerrado mediante la fuerza directa de un resorte mecánico que esnormalmente ajustable. La tensión del resorte se fija mediante un tornillo de ajuste,para mantener el cabezal móvil cerrado hasta que la presión del sistema ejercidacontra el cabezal móvil alcance la presión de apertura deseada. Cuando la presión delsistema alcance el valor de alivio total, todo el fluido pasa por el cabezal móvil alpasaje del depósito.

Válvula de Alivio de Accionamiento DirectoSe puede controlar la presión máxima del sistema mediante una válvula de presión

normalmente cerrada. Con el puerto primario de la válvula conectado a un sistemade presión y el puerto secundario conectado al depósito, el cabezal móvil es activadopor un nivel de presión predeterminado; al llegar a este punto se conectan lospasajes primario y secundario, y el flujo se desvía al depósito. Este tipo de control depresión se denomina válvula de alivio.

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TankPressure


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Válvula de Secuencia de Presión o válvula secuencialUna válvula de secuencia es una válvula de control de presión normalmente cerradaque asegura que una operación se produzca antes de otra, en base a la presión. Por

ejemplo nosotros usamos esta válvula en el circuito del elevador close, para dar tiempoque la compuerta del elevador cierre después que los cuerpos se juntaron.2

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Sequence Valve


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Reducción de Presión (reducing valve)Una válvula reductora de presión es una válvula de control de presión normalmenteabierta utilizada para limitar la presión en una o más ramas de un circuito hidráulico.La reducción de presión tiene como resultado una reducción en la fuerza generada.La válvula reductora de presión es el único tipo de válvula de presión que seencuentra normalmente abierta. Una válvula de control de presión normalmenteabierta tiene los pasajes primario y secundario conectados.

En este punto, la válvulaempieza a cerrarse, limitandola acumulación subsiguiente

de la presión. A medida que elfluido se filtra al depósito através del pasaje dedescarga de la válvula, lapresión empieza a bajar y laválvula vuelve a abrirse. Elresultado es una presiónreducida moduladaequivalente al ajuste de laválvula.

P P R

T


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Válvula Reductora de Presión

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Pressure

Reducing ValveVálvula Reductora de Presión

Reduce la presión en una sección del circuito hidráulico, por debajo de lapresión principal de alivio.


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Válvula de DescargaUna válvula de descarga es una válvula de control de presión normalmente cerradapiloteada en forma remota que dirige el flujo hacia el tanque cuando la presión enesa ubicación alcanza un nivel predeterminado.

Descripción General

Válvula de descarga: Cuando la presión del sistema alcanza el valor de la válvula dedescarga, la válvula se abre, desviando el flujo hacia el tanque .

Válvula de alivio de presión: Esta válvula limita la presión máxima del sistema.Válvula de secuencia: Si se la ajusta correctamente, la válvula de secuencia aseguraque el cilindro se extienda totalmente antes de que arranque el motor.

Válvula reductora de presión: La válvula reductora de presión limita la presión al

motor, de tal manera que se limita la fuerza movimiento torsional de salida delmotor.


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Válvulas de bidireccionalesLas válvulas de control direccional se utilizan para iniciar, detener y cambiar ladirección del fluido que fluye en un sistema hidráulico. De hecho esta a válvula designa eltipo de diseño del sistema hidráulico, que puede ser abierto o cerrado.El diseño comprende un cuerpo principal con pasajes internos que se conectan o sesellan

Las válvulas de control direccional se designan en principio según la cantidad deposiciones posibles, vías o conexiones de puerto, y la manera en que se activan oenergizan. Por ejemplo, la cantidad de conexiones de puertos se designan comovías o pasos posibles del flujo. Una válvula de cuatro vías debe tener cuatro puertos:P, T, A y B.


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Una válvula de tres posiciones se indica mediante tres casillas conectadas.

La capacidad de flujo de una válvula es determinada por los tamaños de los puertos ypor la caída de presión a través de la válvula.

La mayoría de las válvulas accionadas por solenoide se encuentran equipadascon mandos manuales, permitiendo queel vástago se pueda desplazar manualmente.

Esto se logra presionando el eje ubicadoen el extremo del tubo del mandomanual ubicado en cada extremo de laválvula.


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Accionamiento DirectoUna válvula de control direccional de accionamiento directo puede ser manual oaccionada por solenoide. La expresión "accionamiento directo" implica que algún

tipo de fuerza se aplica directamente al vástago, haciendo que el vástago se desplace.En nuestro ejemplo, al energizar el solenoide o bobina se crea un campoelectromagnético que tiende a tirar de la armadura hacia dentro del campomagnético. Mientras esto ocurre, el eje de impulsión conectado desplaza el vástagoen la misma dirección mientras comprime el resorte de retorno. Mientras el vástagode la válvula se desplaza, el puerto P se abre al puerto A y el puerto B se abre a T, osea, al depósito. Esto permite que el cilindro se extienda. Cuando el espiral se

des energiza, los resortes de retorno desplazan el carrete de vuelta a su posicióncentral.


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La válvula de control direccional de tres posiciones incorpora una posición central oneutral que define el circuito como abierto o cerrado, según la interconexión de lospuertos P y T, y designa el tipo de aplicación de trabajo según la configuración de lospuertos A y B. Los cuatro tipos más. comunes de válvulas de tres posiciones son: tipoabierto, tipo cerrado, de tipo flotante y de tipo tándem.

Los circuitos de centro abierto sedefinen como circuitos que mandan elflujo de la bomba de vuelta al depósitoa través de la válvula de controldireccional durante el tiempo dedetención o neutral. Tipicamente, estetipo de circuito utiliza una bomba devolumen fijo, como una bomba deengranajes. Si se bloquea el flujo enneutral o cuando la válvula de controldireccional está. centrada, el flujoes forzado sobre la válvula de alivio.


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En nuestros sistemas son iguales con la siguiente nomenclatura

Válvula del tipo “A”


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Válvulas del tipo “F”


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Válvula del tipo “L”


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En la medición, las válvulas de control de flujo agregan resistencia al circuito, lo queagrega carga de calor al sistema. Los circuitos de bomba de desplazamiento fijodeben forzar el exceso de flujo a través de la válvula de alivio al medidor. Estogenera mucho más calor que los circuitos de bomba de desplazamiento variableque parcialmente disminuyen el caudal de la bomba desde el cierre de la válvula, enlugar de forzar el exceso de flujo a través de una válvula de alivio .

PARA SABER


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VÁLVULAS DE CONTROL DE FLUJO (FLOW CONTROL)

Las válvulas de control de flujo se utilizan para regular el volumen de aceite aplicadoa las distintas áreas de los sistemas hidráulicos.


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Flow Control Valvewith Bypass

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FLOW CONTROL WITH BYPASS


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ACONDICIONAMIENTO DE LOS FLUIDOS

El acondicionamiento de los fluidos es sumamente importante para mantener elfuncionamiento correcto de un sistema hidráulico. En este momento vamos a vercuáles son los distintos tipos de filtros, su ubicación y de que manera mantienen limpioel fluido hidráulico. Como también conocer la importancia de regular la temperaturadel fluido hidráulico mediante el uso de dispositivos tales como los intercambiadoresde calor. Por ejemplo, un fluido que está. demasiado frío o demasiado caliente puedetener un impacto negativo sobre el rendimiento del sistema.


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La limpieza de los fluidos hidráulicos se ha convertido en un factor fundamental parael diseño y operación de los componentes de los sistemas de potencia hidráulica.Con bombas y válvulas diseñadas para tolerancias más reducidas y acabados másfinos, los sistemas hidráulicos operan a presiones y eficiencias cada vez mayores.Estos componentes presentarán un rendimiento de acuerdo con su diseño,siempre y cuando el fluido se conserve limpio. La limpieza del aceite da comoresultado una creciente confiabilidad del sistema y una simplificación delmantenimiento.

A medida que los partículas se introducen o ingresan a un sistema hidráulico, amenudo se dividen en miles de peque.as partículas. Estas peque.as partículas seacumulan entre los carretes de la válvula y sus cavidades, lo que hace que la válvulase adhiera. Esto se conoce como obstrucción por sedimentos.


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Para evitar la obstrucción por sedimentos, y el desgaste prematuro de los componentesy un colapso eventual del sistema, se requiere la aplicación del sistema de filtrado. La

filtración implica el conocimiento del régimen en micrones requerido para el sistema ausar.

TerminologíaMicrón ( m m)Micrón (mm) es la designación utilizada para describir tamaños de partículas oespacios en los componentes hidráulicos. Un micrón equivale a 39 millonésimos de

pulgada. Para dar una idea más exacta de lo que esto significa, digamos que elpunto más pequeño que el ojo humano puede ver a simple vista mide 40 micrones.

Si observamos un cabello humano ampliado 100veces, las partículas que aparecen cerca del cabellomiden aproximadamente10 micrones.Los sistemas hidráulicos industriales generalmente

filtran dentro del intervalo de los 10 micrones. Estosignifica que los filtros están filtrando partículas queel ojo humano no puede ver


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La colocación del filtro es fundamental para mantener los niveles aceptables delimpieza del fluido, la protección adecuada de los componentes y la reducción del

tiempo de inactividad de la máquina . Los respiraderos del filtro son fundamentalespara evitar el ingreso de partículas que se encuentran en el aire. Mientras el sistemaesté operando, el nivel de fluido del depósito cambia. Esto hace que el aire exteriorentre y con éste las partículas en suspensión. El respiradero filtra el aire que entra enel depósito.

Los filtros de retorno son los que mejor permiten mantener la limpieza total del sistema. Porque pueden atrapar las partículas antes de que regresen al tanque.


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El control de la temperatura resulta fundamental en los sistemas hidráulicos

INTERCAMBIADORES DE CALOR

Los intercambiadores de calor pueden ser necesarios cuando las temperaturas deoperación son críticas o cuando el sistema no consigue disipar todo el calor generado

El flujo de hidráulico que fluye bajouna presión siempre genera calor apesar que no realice un trabajo mecánico

Nosotros conocemos 2 tipos deintercambiadores de calor:Uno es enfriado con aire y elotro es enfriado con agua


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Son los más económicos, son muy compactos, no hacen

ruido, permiten una eliminación constante de calor durantetodo el año y son aptos para ambientes donde hay grancantidad de suciedad. Las desventajas son: que si sufrenroturas se mezcla el agua con el aceite y requieren unmantenimiento por causa de acumulación de sedimentos

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