《鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)技術要求》團體標準

ICS27.010

CCSF19

團體標準

T/SHJNXH0008—2021

T/CECA-G0148—2021

鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)技術要求

Technicalspecificationsforhydrogenstorageandtransportationsystemsusing

Mg-basedsolid-statehydrides

2021-10-29發(fā)布2021-11-01實施

上海市節(jié)能協(xié)會

中國節(jié)能協(xié)會發(fā)布

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。

本文件由上海市節(jié)能協(xié)會和中國節(jié)能協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：氫儲（上海）能源科技有限公司、上海氫楓能源技術有限公司、上海交通大學、

有研工程技術研究院有限公司、華南理工大學、復旦大學、浙江大學、中國石油化工股份有限公司石油

化工科學研究院、寶武清潔能源有限公司、中國標準化研究院、上海市節(jié)能協(xié)會、中國節(jié)能協(xié)會、上海

浦江特種氣體有限公司。

本文件主要起草人：鄒建新、方沛軍、張雷、宣鋒、林羲、丁文江、李志念、王輝、余學斌、劉永

鋒、楊雪、饒文濤、林翎、徐君、柴博、楊光、劉煒煒。

本文件承諾執(zhí)行單位：氫儲（上海）能源科技有限公司、上海氫楓能源技術有限公司、寶武清潔能

源有限公司、中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院、上海浦江特種氣體有限公司、中國標準

化研究院。

本文件屬于首次發(fā)布。

II

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鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)技術要求

1范圍

本文件規(guī)定了鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)（以下簡稱：系統(tǒng)）的一般要求、充/放氫技術要求、維

護與檢查要求、運輸基本要求。

本文件適用于最高運輸壓力不超過0.1MPa，儲運環(huán)境溫度不低于-40℃且不高于65℃，可逆充/

放氫且充/放氫壓力不高于儲運容器公稱工作壓力的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)。

注：本文件采用的壓力均為表壓。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T567.1爆破片安全裝置.第1部分:基本要求

GB1589道路車輛外輪廓尺寸、軸荷及質量限值

GB/T3634.1氫氣第1部分：工業(yè)氫

GB4962氫氣使用安全技術規(guī)程

GB/T13306標牌

GB13392道路運輸危險貨物車輛標志

GB21668危險貨物運輸車輛結構要求

GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術語

GB/T26774車輛運輸車通用技術條件

GB/T29729氫系統(tǒng)安全的基本要求

GB/T33292燃料電池備用電源用金屬氫化物儲運氫系統(tǒng)

GB/T34583加氫站用儲氫裝置安全技術要求

GB/T36176真空技術氦質譜真空檢漏方法

GB/T37244質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

GB50177氫氣站設計規(guī)范

TSGR0005移動式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程

TSG21固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程

ISO11114-1氣瓶.氣瓶和瓶閥材料與氣體的相容性第一部分：金屬材料（Gascylinders—

Compatibilityofcylinderandvalvematerialswithgascontents—Part1:Metallicmaterials）

ISO16111移動式儲氫裝置金屬氫化物可逆儲氫（Transportablegasstoragedevices—Hydrogen

absorbedinreversiblemetalhydride）

ISO19880氫氣加氫站（Gaseoushydrogen—Fuellingstations）

3術語和定義

GB/T24499、TSGR0005及TSG21界定的術語和定義適用于本文件。

3.1

鎂基氫化物Mg-basedhydride

鎂、鎂合金或鎂復合物與氫氣結合形成的能夠可逆吸收和釋放氫的固態(tài)材料。

3.2

鎂基氫化物儲運容器Mg-basedhydridestorageandtransportationtank

存儲和運輸鎂基氫化物的容器。

1

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3.3

鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)Mg-basedhydridesolid-statehydrogenstorageandtransportationsystem

由單個或多個鎂基氫化物儲運容器與氫氣管路、閥門、儀表、安全泄壓裝置、熱管理輔助裝置和其

他附屬裝置組成，用于氫儲運的系統(tǒng)。

3.4

額定充氫壓力ratedhydrogenchargingpressure

制造商規(guī)定的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)的充氫壓力。

3.5

額定儲氫容量ratedhydrogenstoragecapacity

制造商規(guī)定的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)所能提供的儲氫質量。

3.6

額定充氫速率ratedhydrogenchargingrate

制造商規(guī)定的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)充氫到額定儲氫容量對應的平均充氫速率。

3.7

額定放氫速率ratedhydrogendischargingrate

制造商規(guī)定的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)釋放出額定儲氫容量對應的平均放氫速率。

3.8

最高運輸壓力maximumtransportationpressure

鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)充氫到儲氫容量后，在運輸過程中最大環(huán)境溫度下達到平衡時的儲運容

器內氫氣壓力。

3.9

質量儲氫密度masshydrogenstoragedensity

鎂基氫化物中吸收的氫氣質量與鎂基氫化物脫氫態(tài)質量和氫氣質量之和的比值。

4一般要求

4.1通用要求

4.1.1基本要求

4.1.1.1系統(tǒng)宜采用便于裝配、檢測和維護的模塊化結構，應保證熱交換的均勻和充分，宜合理利用

其他設備工作產生的熱量。

4.1.1.2系統(tǒng)應設置安全附件，并應符合GB/T29729、GB/T33292和GB/T34583的要求。

4.1.1.3系統(tǒng)應合理設置溫度監(jiān)測裝置和壓力監(jiān)測裝置。

4.1.1.4每套系統(tǒng)出廠前均應按附錄A的規(guī)定進行出廠檢驗，應根據(jù)附錄B的要求提供隨機文件并設

置標志。

4.1.1.5在正常運輸過程中，系統(tǒng)的最高運輸壓力應不超過0.1MPa，環(huán)境溫度范圍為-40℃~65℃，

儲運容器的最高表面溫度應不超過65℃。

4.1.1.6在正常充/放氫過程中，額定充氫壓力和放氫壓力應不超過儲運容器的公稱工作壓力，充氫時

的最高溫度應不超過350℃，放氫時的最高溫度應不超過380℃。

4.1.1.7儲運容器的加熱可采用換熱介質加熱、電加熱、電磁加熱等方式，見圖1。

2

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a)換熱介質加熱方式b)電加熱方式

c)電磁加熱方式

圖1鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)結構示意圖

4.1.2氫氣品質要求

4.1.2.1系統(tǒng)充氫的氫氣純度應不低于99.95%，并應符合GB/T3634.1中優(yōu)等品的要求，也可在滿足

安全及質量前提下依據(jù)供需方要求調整。

4.1.2.2系統(tǒng)放氫的氫氣純度應不低于充氫的氫氣純度。

4.1.3儲運容器

儲運容器應符合GB/T29729、TSGR0005和TSG21規(guī)定的要求，公稱工作壓力應不低于1.4MPa，

并應根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、氫氣理化性質、鎂基氫化物的充/放氫特性進行合理配置。

4.1.4材料

4.1.4.1鎂基氫化物以多孔塊狀、圓盤狀或柱狀等形式裝填于儲運容器中，質量儲氫密度應不低于5%，

吸放氫循環(huán)1000次后的質量儲氫密度應不低于4%。

4.1.4.2儲運容器內、連接部位、氫氣直接或間接接觸的內表面、零部件或密封件所選用的材料應符

合下列要求：

a)在規(guī)定的使用條件下，應選用具有氫相容性并符合ISO11114-1和GB/T29729要求的材料，

具有必要的化學穩(wěn)定性，不應發(fā)生氫脆、氫腐蝕和應力腐蝕；

b)在使用中不會發(fā)生兼容性要求之外的其他化學反應，避免對氫氣和鎂基氫化物的污染；

c)應在使用條件下保持穩(wěn)定的力學性能。

4.1.5充裝系數(shù)

儲運容器裝填的鎂基氫化物應均勻一致，充裝系數(shù)應不低于45gH2/L。

4.2管路及附件

4.2.1管路材質

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4.2.1.1管路材質應符合GB50177的規(guī)定，最大使用溫度應不低于450℃，最大使用壓力不低于3

MPa。

4.2.1.2用于連接的密封件應根據(jù)工況選擇金屬、石墨、聚四氟乙烯或氟橡膠等材料。

4.2.2連接方式

儲運容器內的氫氣和換熱介質的管路應采用焊接方式，儲運容器與其他裝置的連接，可采用法蘭、

卡套或螺紋等方式。

4.2.3過濾器

氫氣管路應合理設置過濾器，有效過濾尺寸宜不大于5μm，可在安全前提下依據(jù)供需方要求調整。

4.3熱管理輔助設備

4.3.1熱管理要求

4.3.1.1換熱介質的最高工作溫度不應低于380℃，應具有高比熱容、低粘度、低毒、無強腐蝕性的

特點，并應符合與氫氣、鎂基氫化物、管路的兼容性要求。

4.3.1.2電加熱裝置和電磁加熱裝置應具有溫度控制和過溫保護的功能，并在安全前提下進行排布。

4.3.2換熱介質輔助設備

4.3.2.1熱管理輔助設備應具有加熱、冷卻、循環(huán)、排放等功能；加熱功能可將換熱介質加熱到380℃，

冷卻功能可將換熱介質冷卻到室溫，循環(huán)功能可控制換熱介質在系統(tǒng)中循環(huán)，排放功能可實現(xiàn)系統(tǒng)管路

中換熱介質的排出。

4.3.2.2完成充氫或放氫操作后，應將換熱介質排出，系統(tǒng)的管路中殘余換熱介質體積應少于管路體

積的20%。

4.4安全附件

4.4.1通用要求

系統(tǒng)安全附件的設置應符合GB/T29729的要求，并采取以下安全措施：

a)應提供適當?shù)摹⑴c殘存危險有關的安全標記；

b)應設置安全泄壓裝置、分組控制閥門、溫度監(jiān)測裝置、壓力監(jiān)測裝置、過濾器等。

4.4.2氫氣排放

系統(tǒng)應設置氫氣排放管、吹掃口和阻火器。

4.4.3泄漏

系統(tǒng)在設計和制造時，應防止氫氣或鎂基氫化物在正常儲存和運輸過程產生泄漏。

4.4.4安全泄壓裝置

安全泄壓裝置的設置應符合下列要求：

a)應采用壓力觸發(fā)式泄壓裝置，應按照儲運容器的相關規(guī)定設定觸發(fā)壓力，并應符合GB/T567.1

的要求；

b)安全泄壓裝置、閥門及其他保護結構應符合GB4962的要求。

5充/放氫技術要求

5.1通用要求

5.1.1鎂基氫化物單位質量的額定充氫速率應不高于0.015kg/(h·kg)。

5.1.2鎂基氫化物單位質量的額定放氫速率應不高于0.015kg/(h·kg)。

5.1.3充/放氫過程中，實際充/放氫速率應不高于額定充/放氫速率。

5.1.4系統(tǒng)充/放氫應符合4.1.1和4.1.2的要求。

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5.1.5應定期對放氫后的系統(tǒng)升溫至材料再生溫度，執(zhí)行材料再生過程。

5.2充裝設備與要求

5.2.1充裝設備

充裝現(xiàn)場應設置氫源、管路系統(tǒng)、氫氣計量裝置、氫氣安全放散裝置、氫氣濃度報警器、火焰探測

器、真空泵等設備。

5.2.2充裝要求

5.2.2.1充裝現(xiàn)場的工藝布置、建筑結構、電氣及儀表控制、防雷和接地、給排水和消防、采暖和通

風設置應符合GB50177的要求。

5.2.2.2充裝場地應是敞開式場地或具有良好的通風條件。

5.2.2.3應根據(jù)氫氣、鎂基氫化物、傳熱介質的特性，應在充裝現(xiàn)場醒目位置處設置須知牌和安全標

志。

5.2.2.4應根據(jù)國家有關法規(guī)制度，制定合理的規(guī)章制度，并在充裝現(xiàn)場醒目位置處放置。

5.2.2.5充裝現(xiàn)場的儀器和儀表均應在有效認證期內使用。

5.3充/放氫后檢測

完成充/放氫操作后，操作人員應檢查系統(tǒng)外觀有無變形、鼓包、破裂等情況，查看記錄系統(tǒng)的充

氫容量、充/放氫壓力、充/放氫速率和溫度，并檢查是否在規(guī)定范圍內。

6維護與檢查

6.1日常檢查及異常狀況處理

6.1.1日常檢查及異常情況報告

6.1.1.1在充/放氫和運輸前，應對系統(tǒng)的容器、閥門、儀器、儀表和安全附件等組件進行相應目視檢

查，確保系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)后，方可執(zhí)行后續(xù)操作。

6.1.1.2發(fā)生下列異常現(xiàn)象之一時，操作人員或隨車人員應當立即采取緊急措施，并應按照規(guī)定的程

序，及時向使用單位有關部門報告：

a)系統(tǒng)工作壓力、工作溫度超過規(guī)定值，采取措施仍然不能得到有效控制；

b)系統(tǒng)發(fā)生裂縫、鼓包、變形、泄漏等危及安全的現(xiàn)象；

c)安全附件失靈、損壞等不能起到安全保護作用；

d)閥門、儀表、管路及管道連接部位損壞；

e)發(fā)生火災等直接威脅到系統(tǒng)安全運行的情況；

f)其他異常情況。

6.1.2隱患處理

6.1.2.1使用單位應對出現(xiàn)故障或者發(fā)生異常情況的系統(tǒng)及時進行檢查處理，消除事故隱患。

6.1.2.2對存在嚴重事故隱患，無改造、維修價值的系統(tǒng)，應及時予以報廢。

6.2維修技術要求

6.2.1不得改變原系統(tǒng)的整體設計結構（如罐體與框架的連接結構、罐體的設計容積等）。

6.2.2經過維修后，應保證系統(tǒng)的結構、強度及運行性能等符合安全使用的要求，并應按附錄A的規(guī)

定進行氣密性試驗和熱循環(huán)試驗。

7運輸基本要求

7.1儲運要求

7.1.1運輸前，儲運容器的最高表面溫度應不超過65℃，最大壓力應不超過0.1MPa。

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7.1.2運輸時，系統(tǒng)的壓力應保持在0.1MPa以下，儲運容器最高表面溫度應不超過65℃。

7.1.3運輸時應確保安全附件、閥門閥件等工作正常。

7.2儲運系統(tǒng)要求

7.2.1裝載的系統(tǒng)應符合本文件第4章的要求。

7.2.2系統(tǒng)應能承受正常運輸條件下產生的內外壓力和沖擊力，保證運輸中不因溫度、濕度或環(huán)境壓

力變化發(fā)生任何泄漏。

7.3運輸前檢查項目要求

運輸前應按照以下要求進行檢查并進行記錄：

a)系統(tǒng)的閥門是否處于規(guī)定狀態(tài)；

b)系統(tǒng)的標志是否完整，所有容器、閥門、儀器、儀表、安全附件、連接部位是否完好；

c)系統(tǒng)溫度和壓力是否正常；

d)系統(tǒng)管路中的換熱介質是否按照本文件4.3.2的要求排出。

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附錄A

（規(guī)范性）

鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)的試驗與檢驗方法

A.1氣密性試驗

氣密性試驗應按照TSGR0005中壓力容器的氣密性試驗要求進行。

A.2熱循環(huán)試驗

A.2.1試驗要求

A.2.1.1熱循環(huán)試驗后，系統(tǒng)應達到A.1規(guī)定的氣密性要求。

A.2.1.2鎂基氫化物儲運容器表面應無鼓包、凹痕、破裂和變形等現(xiàn)象，管路和閥門應無變形、鼓包、

破裂和明顯位移。

A.2.1.3熱循環(huán)試驗過程中，同一工況下系統(tǒng)管路中的換熱介質總體積變化幅度不應超過1%，且無泄

漏現(xiàn)象。

A.2.2試驗方法

將待測系統(tǒng)充氫至額定儲氫容量，并冷卻至50℃（±10℃），按以下順序進行熱循環(huán)試驗：

a)將系統(tǒng)在10h內升溫到350℃（±10℃），并維持至少1h；

b)將系統(tǒng)在8h內冷卻至50℃（±10℃），并維持至少1h。

A.3出廠檢驗

A.3.1每套系統(tǒng)出廠前應檢驗系統(tǒng)外觀與結構、系統(tǒng)充/放氫性能、系統(tǒng)氣密性、系統(tǒng)熱循環(huán)安全性。

A.3.2檢測用儀器、儀表和所有相關材料均應符合有關標準的規(guī)定。檢測用儀器和儀表均應在有效認

證期內使用。

A.3.3制造商出廠檢驗的記錄應保存時間不少于7年。

A.3.4系統(tǒng)外觀與結構檢驗時，應檢查系統(tǒng)外觀、標識、接口和結構，并應符合以下要求：

a)外表面應清潔，無機械損傷，接口觸點無銹蝕；接觸氫氣的表面應去除毛刺、焊渣、鐵銹和污

垢等；

b)產品銘牌應清晰可辨；

c)充/放氫接口、換熱介質接口等應有明確的標識。

表A.1出廠檢驗項目單

序號檢驗項目出廠檢驗備注

1系統(tǒng)外觀和結構√依據(jù)A.3.4

2系統(tǒng)充/放氫性能√依據(jù)5

3系統(tǒng)氣密性√依據(jù)A.1

4系統(tǒng)熱循環(huán)安全性√依據(jù)A.2

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附錄B

（規(guī)范性）

鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)的隨機文件及標志

B.1運輸、安裝要求

制造商應提供鎂基氫化物固態(tài)系統(tǒng)各類單體設備、組件的安全運輸和安裝說明，必要時以圖示說明。

B.2產品質量及使用說明

B.2.1制造商應提供系統(tǒng)的出廠檢驗報告。

B.2.2制造商應提供啟動、使用、放置、充/放氫技術要求的指導性說明文件。

B.2.3制造商應提供安全使用須知，應包括但不限于下列內容：

a)氫氣環(huán)境有關防爆、防泄漏和安全運行的提示；

b)氫氣、鎂基氫化物、換熱介質的可燃性，以及其燃燒時的處理措施。

B.3安裝維護手冊

B.3.1制造商應提供安裝、維護的要求和指導原則，氫氣的使用應遵循GB4962的規(guī)定。

B.3.2安裝維護手冊主要包括下列內容：

a)安裝要求提示；

b)有爆炸危險的氫氣生產/使用場所，安裝防爆電器及其配線的要求，系統(tǒng)的運行維護要求，包

括通風、易燃材料和明火管制的要求；

c)各種需定期更換或清潔的零部件的說明。

B.4標志要求

B.4.1系統(tǒng)及其單體設備的標志制作、安裝位置，應符合GB/T13306的規(guī)定。

B.4.2標志的內容應簡潔、明確，顯示主要性能參數(shù)、指標和要求。標志應固定在易于觀察的明顯位

置。

B.4.3每套系統(tǒng)應設銘牌，主要單體設備應根據(jù)需要分別設銘牌。銘牌主要包括產品型號和商標、生

產日期和編號、主要技術參數(shù)（產品外形尺寸和重量、額定儲氫容量、額定充氫壓力、工作溫度范圍、

氫氣品質要求等）、警示標識或要求。

B.4.4在某些情況下，由于尺寸或面積的限制，無法在一個標志上包含上述全部信息，則可以使用溯

源碼。

B.4.5對于采用換熱介質加熱的系統(tǒng)，還可注明換熱介質的流速和溫度。

B.4.6氫氣管路、換熱介質管路、可拆卸閥門應具有標簽。

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參考文獻

[1]IMDGCode國際海運危險貨物規(guī)則

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目次

前言...........................................................................................................................................................II

1范圍.....................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.................................................................................................................................................1

3術語和定義.........................................................................................................................................................1

4一般要求.............................................................................................................................................................2

4.1通用要求.....................................................................................................................................................2

4.2管路及附件.................................................................................................................................................3

4.3熱管理輔助設備.........................................................................................................................................4

4.4安全附件.....................................................................................................................................................4

5充/放氫技術要求................................................................................................................................................4

5.1通用要求.....................................................................................................................................................4

5.2充裝設備與要求.........................................................................................................................................5

5.3充/放氫后檢測............................................................................................................................................5

6維護與檢查.........................................................................................................................................................5

6.1日常檢查及異常狀況處理.........................................................................................................................5

6.2維修技術要求.............................................................................................................................................5

7運輸基本要求.....................................................................................................................................................5

7.1儲運要求.....................................................................................................................................................5

7.2儲運系統(tǒng)要求.............................................................................................................................................6

7.3運輸前檢查項目要求.................................................................................................................................6

附錄A（規(guī)范性）鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)的試驗與檢驗方法.............................................7

A.1氣密性試驗.................................................................................................................................................7

A.2熱循環(huán)試驗.................................................................................................................................................7

A.3出廠檢驗.....................................................................................................................................................7

附錄B（規(guī)范性）鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)的隨機文件及標志.............................................8

B.1運輸、安裝要求.........................................................................................................................................8

B.2產品質量及使用說明.................................................................................................................................8

B.3安裝維護手冊.............................................................................................................................................8

B.4標志要求.....................................................................................................................................................8

參考文獻.....................................................................................................................................................9

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鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)技術要求

1范圍

本文件規(guī)定了鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)（以下簡稱：系統(tǒng)）的一般要求、充/放氫技術要求、維

護與檢查要求、運輸基本要求。

本文件適用于最高運輸壓力不超過0.1MPa，儲運環(huán)境溫度不低于-40℃且不高于65℃，可逆充/

放氫且充/放氫壓力不高于儲運容器公稱工作壓力的鎂基氫化物固態(tài)儲運氫系統(tǒng)。

注：本文件采用的壓力均為表壓。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

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