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钻探动力系统故障维修技师专项题库一、单项选择题(每题1.5分,共60分)1.在CAT3516B柴油机电子单体喷油器(HEUI)系统中,控制喷油器针阀开启的动力来源是()。A.高压燃油压力B.高压机油压力C.凸轮轴机械推力D.电磁阀直接驱动答案:B2.某交流变频钻机在正常钻进时,绞车变频器报“过流”故障停机,经检查电网电压正常,电动机及电缆绝缘良好,最有可能的故障原因是()。A.变频器IGBT模块老化B.绞车机械传动卡阻或轴承抱死C.变频器进线滤波器损坏D.编码器屏蔽线断路答案:B3.钻机顶驱主轴制动器在悬停状态下出现溜钻现象,调整制动气压后无明显改善,拆卸制动器发现摩擦片表面有油污且磨损未至极限,正确的处理方法是()。A.使用砂纸打磨摩擦片表面并重新安装B.更换动密封圈,并用煤油清洗摩擦片及制动盘后烘干装复C.直接调高制动系统气压至1.2MPaD.在摩擦片表面喷涂防滑增阻剂答案:B4.在液压系统中,若液压泵的排量固定,系统压力由外负载决定,为了使系统在执行元件不动作时保持压力且液压泵不卸载,回路中必须设置的元件是()。A.溢流阀B.顺序阀C.减压阀D.换向阀答案:A5.钻探动力系统中,三相异步电动机运行时发出沉闷的“嗡嗡”声,且机身剧烈振动,电流表指针来回摆动,停机后再次启动困难,最可能的故障是()。A.电源缺相B.转子断条C.定子绕组轻微短路D.轴承严重缺油答案:B6.针对SCR(可控硅整流)传动系统,如果发现某可控硅桥臂上的快速熔断器熔断,且熔断器指示器弹出,此时绝对不能进行的操作是()。A.检查对应桥臂可控硅是否击穿短路B.直接更换相同规格的快速熔断器后重新送电C.使用万用表测量可控硅阳极与阴极间电阻D.断开控制柜主电源并挂接地线答案:B7.柴油机运转中出现机油压力随转速升高而急剧下降的现象,可能的原因是()。A.机油泵齿轮磨损,间隙过大B.机油黏度过高C.机油冷却器内部堵塞D.调压阀弹簧折断或卡死在全开位置答案:A8.在钻机气控系统中,为了防止气源带水导致气控阀冬季结冰失灵,通常在空压机出口和总气瓶之间安装()。A.空气干燥器B.油雾器C.减压阀D.消音器答案:A9.某电动钻机的泥浆泵采用直流电动机驱动,当主从电动机采用“一拖二”主从控制时,如果从动机变频器报“速度偏差过大”故障,首先应检查的部位是()。A.主从控制光纤通讯线及同步传感器B.变频器输入侧电抗器C.电动机散热风扇D.泥浆泵液力端答案:A10.液压系统中的蓄能器如果皮囊破裂,通常表现为()。A.系统压力异常升高B.液压泵出口流量为零C.蓄能器充气压力迅速降为零,液压油进入气室D.系统产生剧烈振动并伴随巨大噪音答案:C11.柴油机喷油提前角过大,会导致()。A.排气冒黑烟,功率下降B.启动困难,排气冒白烟C.发动机工作粗暴,敲缸D.冷却水温度迅速升高答案:C12.在交流变频调速系统中,V/F控制方式属于()。A.矢量控制B.标量控制C.直接转矩控制D.转差频率控制答案:B13.钻机绞车滚筒在低速重载下放钻具时,如果涡流刹车线圈冷却水循环中断,最直接的危害是()。A.制动力矩瞬间增大导致顿钻B.涡流刹车线圈过热烧毁C.绞车变频器过载报警D.钻具自由落体答案:B14.针对发电机组控制系统,若调速器(电子调速)在负载突变时响应迟缓,导致瞬态频率变化率超出标准,通常应调节的参数是()。A.电压增益B.速度增益与稳定度C.励磁电流限制D.功率因数答案:B15.液压顶驱在起下钻过程中,主轴转速不稳定,忽快忽慢,排除液压泵流量问题后,最有可能损坏的液压元件是()。A.溢流阀主阀芯卡滞B.换向阀电磁铁线圈短路C.液压马达内部配流盘磨损严重,存在严重内泄D.液压油箱液位过低答案:C16.电气设备绝缘电阻的测量,对于额定电压为400V的低压交流电动机,应选用兆欧表的电压等级为()。A.100VB.250VC.500V或1000VD.2500V答案:C17.顶驱背钳夹紧动作正常,但松开动作缓慢或无法松开,最可能的原因是()。A.夹紧腔溢流阀设定压力过低B.换向阀松开侧电磁铁未得电或阀芯卡死C.系统主油泵损坏D.蓄能器氮气压力过高答案:B18.柴油机涡轮增压器压气机端漏机油,且进气管道内有大量油迹,最可能的原因是()。A.增压器浮动轴承磨损,间隙过大B.气缸活塞环严重磨损C.空气滤清器堵塞导致压气机端产生真空度过大D.机油回油管路堵塞导致背压过高答案:D19.钻机控制系统的PLC(可编程逻辑控制器)在运行中突然全部指示灯熄灭,输出停止,检查发现输入电源正常,可能的原因是()。A.输出端子短路导致内部保护熔断器熔断B.梯形图程序逻辑错误C.输入传感器损坏D.通讯总线断线答案:A20.机械修泵作业中,测量泥浆泵曲轴轴颈的圆柱度误差时,应在同一轴向截面上测量()。A.上下两个不同直径B.相互垂直的两个方向C.任意两个方向D.同一截面两个方向取差值一半答案:B(为避免篇幅冗长但不省略题目,以下单选题题干压缩专业知识点密度,继续编号至40题)21.液压系统的压力取决于()。A.液压泵的额定压力B.溢流阀的调定压力C.外部负载D.液压缸的截面积答案:C22.电动机定子绕组星形接法时,线电压与相电压的关系是()。A.相等B.线电压是相电压的倍C.线电压是相电压的3倍D.线电压是相电压的1/答案:B23.交流变频器进行电机参数自学习时,必须脱开负载,主要目的是()。A.防止电机发热B.防止自学习过程中发生飞车或机械损伤C.节省电能D.提高自学习时的电压答案:B24.柴油机排气冒蓝烟,根本原因是()。A.喷油雾化不良B.气缸内进入大量机油参与燃烧C.喷油时间过迟D.空气滤清器严重堵塞答案:B25.钻机气胎离合器在挂合时产生“打滑”且摩擦片磨损极快,排除气压不足后,最可能的原因是()。A.气胎老化失去弹性B.摩擦鼓表面有严重的油污C.气胎内部回位弹簧断裂D.进气单向阀堵塞答案:B26.顶驱旋转头齿轮润滑采用的是()。A.脂润滑B.飞溅润滑C.强制喷油润滑D.油雾润滑答案:C27.在SCR传动柜中,触发可控硅导通的条件是()。A.阳极加正向电压,门极加反向触发电压B.阳极加正向电压,门极加正向触发脉冲C.阳极加反向电压,门极加正向触发脉冲D.阳极加反向电压,门极加反向触发电压答案:B28.修理中发现齿轮泵体磨损严重,内腔呈现明显的椭圆状,最直接的影响是()。A.排量增加B.容积效率急剧下降,输出压力不足C.电动机过载烧毁D.噪音减小答案:B29.三相四线制供电系统中,保护接地线(PE线)的颜色标准通常规定为()。A.红色B.黄绿双色C.蓝色D.黑色答案:B30.钻机上的编码器通常用于测量()。A.电动机的转速和位置B.电动机的温度C.泥浆的流量D.油箱的液位答案:A31.在复杂电气控制系统中,如果接触器线圈通电后发出严重的电磁嗡嗡声,最可能的原因是()。A.线圈匝间短路B.铁芯短路环断裂C.触头压力过大D.操作频率过高答案:B32.液压油水分超标时,会导致液压元件发生()。A.气蚀B.锈蚀及油液乳化C.黏度增加D.闪点升高答案:B33.绞车盘式刹车在紧急制动时出现刹车力矩不足,首先应排除的故障是()。A.钳夹液压缸密封圈老化漏油B.刹车盘表面粗糙度过低C.钳夹支架螺栓松动D.冷却水道堵塞答案:A34.CATC15发动机HEUI系统中,液压机油压力通常通过()进行调节。A.机油泵内部的调压阀B.独立的机油压力控制阀C.凸轮轴驱动D.燃油系统ECM答案:B35.泥浆泵阀箱内阀体与阀座密封面磨损产生刺漏时,常采用()修复。A.研磨阀座或更换阀体阀座B.焊接修补C.添加密封胶D.敲击复位答案:A36.在进行直流电动机电刷维护时,如果发现换向器表面出现严重的条痕和烧灼痕迹,最可能的原因是()。A.电刷压力过大B.换向极极性接反或电刷偏离中性线C.电动机转速过高D.环境湿度过大答案:B37.钻机动力系统电缆敷设时,高低压电缆及控制电缆应()。A.同桥架敷设以节省空间B.分层敷设并保持安全间距C.交叉扭绞敷设D.绑扎成束不分层答案:B38.顶驱主轴在承受大扭矩起钻时,若主轴径向跳动突然变大,最可能受损的部件是()。A.套筒B.主推力轴承或径向轴承C.齿轮齿面D.旋转头导轨答案:B39.交流发电机并网运行时,若两台机组有功功率分配不均,应调整()。A.励磁电流B.调速器的速度降特性C.功率因数D.电网电压答案:B40.下列密封件中,适用于高压、高温且具有双向密封作用的是()。A.O型密封圈B.Y型密封圈C.格莱圈D.J型防尘圈答案:C二、多项选择题(每题2分,共40分)41.导致柴油发动机排气冒黑烟的可能原因有()。A.喷油器雾化不良或滴漏B.气缸压缩压力不足C.空气滤清器严重堵塞D.喷油正时过迟E.机油黏度过低答案:ABCD42.针对变频器常见的过压故障,可能的原因包括()。A.减速时间设定过短B.输入电源电压过高C.制动电阻损坏或制动单元故障D.负载存在强烈的发电效应E.电动机绝缘不良答案:ABCD43.钻机液压系统产生严重噪音及剧烈振动的常见原因有()。A.液压泵吸空或滤油器堵塞B.液压油中混入大量空气C.溢流阀主阀芯卡滞,导致系统压力高频振荡D.液压油黏度过高E.油箱液位正常但油温过低答案:ABC44.泥浆泵动力端发生异常敲击声,可能损坏的部位有()。A.曲轴轴瓦严重磨损B.十字头与导板间隙过大C.连杆大头螺栓松动D.齿轮传动副牙齿断裂E.缸套活塞磨损答案:ABCD45.在进行电气设备检修时,必须严格遵守的安全操作规程包括()。A.停电、验电、挂接地线B.悬挂“有人工作,禁止合闸”标识牌C.穿戴合格的绝缘防护用品D.直接带电测量以节约时间E.使用绝缘工具答案:ABCE46.顶驱系统在打钻时发生卡钻,转盘扭矩剧增,动力系统应采取的保护措施有()。A.变频器转矩限制功能动作B.PLC发出指令切断主电动机动力C.液压系统安全阀溢流保护D.自动提升钻具E.切断控制电源答案:AB47.影响液压泵容积效率的主要因素包括()。A.泵内部运动副的间隙B.工作压力的高低C.油液的黏度D.泵的额定转速E.油箱的体积答案:ABCD48.直流电动机在运行中火花过大,可能的电气故障原因有()。A.电刷磨损严重或压力不足B.换向器表面不平或不洁C.电刷偏离中性线位置D.电枢绕组断路或短路E.主磁极绕组匝间短路答案:ABCDE49.钻机交流发电机并车运行的基本条件有()。A.相序一致B.频率相同C.电压相等D.相位相同E.容量相同答案:ABCD50.柴油机燃油系统低压油路产生气阻,导致发动机启动困难或自动停机,排气的方法有()。A.使用手动输油泵泵油排气B.检查输油管路接头是否松动漏气C.检查燃油滤清器密封圈是否完好D.拧开喷油泵上的放气螺钉E.提高发动机转速答案:ABCD51.在绞车变频驱动系统中,为了确保下钻作业的安全,通常配置的制动系统包括()。A.能耗制动电阻及制动单元B.机械盘式刹车C.涡流制动器D.电磁涡流刹车E.气胎离合器答案:ABD52.导致顶驱主轴减速箱油温异常升高的机械原因有()。A.润滑油变质或油量不足B.齿轮啮合间隙过小或齿面严重磨损C.轴承预紧力过大或损坏D.冷却水系统堵塞E.呼吸器堵塞导致内部压力过高答案:ABCDE53.PLC控制系统中的模拟量输入模块(A/D)常见故障有()。A.信号受到严重电磁干扰波动大B.传感器接线错误或断线C.模块通道硬件损坏D.量程设置与传感器不匹配E.供电电压异常答案:ABCDE54.液压缸出现爬行现象的原因可能是()。A.液压缸内部进入空气B.活塞密封圈损坏导致内泄漏C.缸筒内壁拉伤或磨损不均D.导向套润滑不良E.系统压力过低答案:ABCDE55.常用的机械零件无损检测方法包括()。A.超声波探伤B.磁粉探伤C.渗透探伤D.射线探伤E.敲击听音法答案:ABCD56.在计算三相异步电动机的额定电流时,必须已知的参数有()。A.额定功率B.额定电压C.功率因数D.额定效率E.极对数答案:ABCD57.顶驱背钳系统无法夹紧钻杆的可能原因有()。A.夹紧液压力不足B.钳牙严重磨损或齿槽堵塞C.夹紧缸内部密封损坏D.换向阀未动作E.钻杆接头外径不标准答案:ABCDE58.柴油机冷却系统中膨胀水箱的作用包括()。A.补充冷却液B.排除系统中的气体C.为水泵提供稳定的吸入水头D.冷却高温循环水E.调节冷却系统压力答案:ABC59.电缆敷设过程中,应避免电缆发生的损伤有()。A.机械拉伸过度B.电缆桥架边缘锐角刮伤C.弯曲半径小于最小允许值D.长期受日光直射(针对非户外电缆)E.多根电缆并排敷设答案:ABCD60.在SCR传动系统中,晶闸管(可控硅)的冷却方式通常采用()。A.自然风冷B.强迫风冷C.水冷D.热管散热E.油冷答案:BC三、填空题(每题1分,共20分)61.液压传动系统中,液体的流量与执行元件的运动速度成______比。答案:正62.柴油机压缩压力不足时,通常会表现为启动困难、功率下降以及______增加。答案:机油消耗量(或曲轴箱窜气量)63.三相交流异步电动机的转速公式为n=×(1−s)答案:转差率64.在机械制图中,标注尺寸的三要素是尺寸界线、尺寸线和______。答案:尺寸数字65.交流变频器在V/F控制模式下,为了维持电机磁通恒定,在改变频率的同时必须同时改变______。答案:电压66.钻井泥浆泵液力端主要由缸体、缸套、活塞、阀体、阀座及______组成。答案:空气包67.兆欧表在使用前必须进行______和短路测试,以校验仪表的准确性。答案:开路(或无穷大)68.顶驱主轴承受钻具重量和钻井拉力的主要轴承是______。答案:推力轴承(或主轴承)69.当液压系统的压力油流经细长孔时,液流状态通常为______流。答案:层70.电气设备的保护接地,其接地电阻通常规定不得大于______欧姆。答案:471.常用的机械传动中,能保证瞬时传动比恒定的是______传动。答案:齿轮72.柴油机PT燃油泵系统中的“PT”代表压力和时间,其喷油量的大小取决于______和计量时间。答案:压力73.钻机绞车滚筒上缠绕的钢丝绳,在受力时其内部产生弯曲应力和______。答案:拉应力(或挤压应力)74.在电气控制线路中,自锁触点通常是接触器的______触点。答案:常开辅助75.机械装配中,如果轴承的配合过盈量较大,通常采用______法进行装配。答案:热装(或加热)76.在液压系统中,顺序阀通常利用系统压力变化来控制多个执行元件的______动作。答案:顺序77.交流发电机发生“飞车”时,其频率和电压急剧上升,保护系统应立即切断______回路。答案:励磁(或燃油供给)答案:励磁78.在进行直流电动机调速时,改变电枢回路电阻属于______调速。答案:有级(或恒转矩)79.顶冲管总成(水龙头)的主要作用是连接旋转的钻杆和不旋转的______。答案:水龙带80.齿轮泵的排量主要取决于齿轮的齿数、模数和齿______。答案:宽四、判断题(每题1分,共20分)81.液压系统的容积效率随系统工作压力的升高而升高。答案:错误82.交流异步电动机在空载运行时,其功率因数很低。答案:正确83.柴油机冷却水温度越低,发动机热效率越高,燃油消耗越少。答案:错误84.在任何情况下,三相四线制系统的中性线(N线)都可以作为保护接地线使用。答案:错误85.变频器在矢量控制模式下,必须准确输入电动机的铭牌参数并进行自学习。答案:正确86.顶驱减速箱内的润滑油位越高,润滑效果越好。答案:错误87.在机械拆卸中,若遇到难以分离的过盈配合件,可以使用铁锤直接敲击轴端。答案:错误88.热继电器在电路中主要用于短路保护。答案:错误89.钻机气控系统中的快排阀主要用于加快气胎离合器的排气速度,缩短挂合时间。答案:错误90.任何类型的齿轮泵都可以方便地做成变量泵。答案:错误91.绝缘电阻测试仪(兆欧表)在测量结束后,必须先将被测设备对地放电,然后再拆除测试线。答案:正确92.柴油机的喷油提前角是指喷油器开始喷油时,活塞到达上止点前对应的曲轴转角。答案:正确93.顶驱背钳在进行夹紧动作时,主轴必须保持静止状态,否则会损坏旋转头齿轮。答案:错误94.断路器的额定电流应大于或等于线路的最大长期工作电流。答案:正确95.溢流阀在液压系统中作安全阀使用时,阀口通常是常开的。答案:错误96.在修理泥浆泵时,连杆大头轴瓦的接触面积越大越好,最好达到100%。答案:错误97.交流变频钻机的能耗制动单元在工作时,将电动机再生发电的电能转化为热能消耗掉。答案:正确98.编码器的屏蔽线必须在变频器端可靠接地,且应单端接地以避免地环流。答案:正确99.机械零件在交变应力作用下发生的断裂称为疲劳断裂。答案:正确100.PLC内部的软继电器(如辅助继电器M)在物理上并不存在,只是在存储器中映射的逻辑状态。答案:正确五、简答题(每题5分,共25分)101.简述液压系统中气穴现象的产生机理及其主要危害。答案:气穴现象产生机理:在液压系统中,如果某处的压力低于液压油在该温度下的空气分离压(或饱和蒸汽压),溶解在油液中的空气会迅速游离出来形成气泡。当这些气泡随油液流到高压区时,在高压作用下气泡会迅速破裂,产生局部的液压冲击,这一过程称为气穴现象。主要危害:(1)产生强烈的噪音和振动;(2)局部高温会烧蚀金属表面,导致液压元件的气蚀损坏;(3)降低液压油的容积效率,影响系统的正常流量和压力;(4)加速液压油的氧化变质。102.简述CAT3516B柴油机HEUI(液压电子单体喷油器)系统的工作原理及优点。答案:工作原理:HEUI系统利用发动机机油作为动力介质,通过高压机油泵将机油加压至较高压力(可达20-30MPa)。ECM根据传感器信号控制喷油器顶部的电磁阀,利用高压机油驱动喷油器内部的增压活塞。增压活塞向下运动,对下方的燃油进行二次加压(压力可达100-150MPa),高压燃油顶开喷嘴针阀喷入气缸。优点:(1)喷油压力不受发动机转速影响,低速时也能提供高喷射压力,改善燃烧;(2)喷油正时和喷油量由ECM精确电子控制,响应快;(3)取消了传统高压油管,减小了压力波动,喷油过程更精确;(4)可根据工况实现预喷射,降低燃烧噪音和排放。103.在交流变频钻机变频驱动系统中,常见导致IGBT模块烧毁的故障原因有哪些?答案:(1)负载侧短路:电动机或输出电缆对地短路、相间短路,导致IGBT过流烧毁;(2)过电压击穿:变频器减速时间设置过短,制动电阻或制动单元损坏,电机再生电能无法吸收导致直流母线过压击穿IGBT;(3)驱动电路故障:驱动板老化或损坏,导致IGBT驱动电压不足或关断不可靠,处于放大区功耗过大发热烧毁;(4)散热不良:冷却风扇损坏、散热器积灰严重或环境温度过高,导致IGBT热击穿;(5)参数设置错误:电流限制功能失效或加减速时间过短,引起过流损坏;(6)谐波或电网浪涌电压直接冲击损坏。104.钻机绞车盘式刹车在使用中刹车力矩不足(刹不住车),请简述故障排查的步骤。答案:(1)首先检查工作气压或液压站压力是否达到额定值,系统是否有泄漏;(2)检查刹车钳夹的摩擦片磨损情况,是否磨损至极限或表面被油污严重污染;(3)检查刹车盘表面是否有严重的油污、水迹或异常划痕;(4)检查钳夹液压缸或气缸的密封圈是否老化损坏,导致内泄或动作不到位;(5)检查手动换向阀或比例减压阀的控制信号及阀芯动作是否灵活正常;(6)检查紧急制动回路是否干涉,如常闭式制动阀未正常复位。105.柴油机排气冒白烟的常见原因及排查思路是什么?答案:排气冒白烟的根本原因是柴油未完全燃烧,以水蒸气或未燃燃油微粒形式排出。原因及排查思路:(1)燃油系统故障:喷油器雾化不良、滴油或喷油压力过低,排查清洗或更换喷油器;喷油正时过迟,检查并调整喷油提前角。(2)冷却水漏入气缸:气缸垫损坏、缸体或缸盖存在裂纹、缸套阻水圈失效。排查:观察膨胀水箱是否有气泡冒出,检查机油是否乳化,拆卸检查气缸垫及水道密封。(3)环境温度过低或预热装置失效:发动机冷启动时易冒白烟,预热后应消失,检查进气预热器工作状态。(4)燃油中含有水分:检查燃油滤清器底部是否有水沉积,及时排空或更换燃油。六、综合应用题(含计算/分析)(每题15分,共45分)106.(计算题,15分)某钻机液压顶驱主轴回转采用一台定量液压马达驱动。已知该液压马达的排量q=0.8L/r,系统溢流阀调定压力Δp=(1)液压马达的理论转矩;(2)液压马达的实际输出转矩;(3)液压马达的实际转速;(4)液压马达的实际输出功率。(要求写出计算公式及主要步骤,结果保留一位小数。)答案及评分标准:(1)理论转矩计算(4分):公式:=代入:Δp=(2)实际输出转矩计算(3分):公式:=代入:=(3)实际转速计算(4分):理论转速=实际转速=(4)实际输出功率计算(4分):公式:=或=代入:=(或使用液压功率公式:=·答:理论转矩3183.1N·m,实际转矩2928.4N·m,实际转速142.5r/min,输出功率43.7kW。107.(分析题,15分)某电动钻机在正常钻进时,一台驱动泥浆泵的变频器突然报“输入缺相”故障停机,导致泥浆循环中断。经检查,电网电压正常,变频器进线接触器吸合正常。请详细分析该故障的可能原因,并写出完整的故障排查与处理流程。答案及评分标准:故障原因分析(8分):(1)主接触器触点损坏:虽然线圈吸合,但主触头严重氧化或烧蚀,导致单相未真正导通。(2)变频器进线端子接触不良:输入侧接线端子松动,因大电流发热导致接触电阻增大烧毁端子排。(3)变频器输入侧快速熔断器熔断:其中一相快熔熔断,导致输入缺相。(4)变频器内部检测电路故障:电压检测板或控制板损坏,导致误报缺相故障。(5)晶闸管或整流桥损坏:变频器整流模块中某一相整流二极管击穿开路。排查与处理流程(7分):(1)安全准备:断开变频器主电源及控制电源,严格执行LOTO(锁牌)程序,确保无电状态操作。验电确认后,将变频器输入端电容放电完毕。(2)外部线路检查:使用万用表测量变频器输入侧R、S、T端子至接触器输出端的导通性,检查线缆有无断线。用万用表电阻档测量主接触器吸合状态下三相主触头的接触电阻,若阻值过大则更换接触器或打磨触头。(3)熔断器及整流桥检查:使用万用表二极管档测量变频器输入侧快速熔断器是否熔断,若熔断则更换。然后测量变频器输入整流模块(或可控硅SCR)各相二极管的正反向阻值,判断整流桥是否损坏。若损坏需更换整流模块。(4)端子及内部电路检查:检查变频器R、S、T及U、V、W端

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