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塑料绝缘电力电缆制造的工艺流程简介 - 无图版
天之角 --- 2011-05-16 16:26:53
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塑料绝缘电力电缆制造的工艺流程是根据每一种产品的结构、涉及的工艺、使用的设备等按顺序排列而成的工艺路线。
低压电力电缆工艺流程:
单芯非铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压或成型导体)—绝缘(聚氯乙烯及硅烷交联聚乙烯绝缘)—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
单芯铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压或成型导体)—绝缘(聚氯乙烯及硅烷交联聚乙烯绝缘)—内衬层—铠装层(非磁性双钢带或非磁性钢丝铠装)—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
多芯(2-5芯)非铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压或成型导体)—绝缘(聚氯乙烯及硅烷交联聚乙烯绝缘)—成缆绕包—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
多芯(2-5芯)铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压或成型导体)—绝缘(聚氯乙烯及硅烷交联聚乙烯绝缘)—成缆绕包—内衬层—铠装层(双钢带或钢丝铠装)—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
中压电力电缆工艺流程:
单芯非铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压)—三层共挤(导体屏蔽+XLPE绝缘+绝缘屏蔽)—金属屏蔽—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
单芯铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压)—三层共挤(导体屏蔽+XLPE绝缘+绝缘屏蔽)—金属屏蔽—内衬层—铠装层(非磁性双钢带或非磁性钢丝铠装)—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
3芯非铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压)—三层共挤(导体屏蔽+XLPE绝缘+绝缘屏蔽)—金属屏蔽—成缆绕包—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
3芯铠装电缆:铜杆—单丝拉制—退火软化—导体绞合(圆形紧压)—三层共挤(导体屏蔽+XLPE绝缘+绝缘屏蔽)—金属屏蔽—成缆绕包—内衬层—铠装层(双钢带或钢丝铠装)—外护套—成品检验—包装、入库、发运。
天之角 --- 2011-05-16 16:37:13
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一、单丝拉制
1. 线材拉伸是指线坯通过模孔在一定拉力的作用下,发生塑性变形,使截面减少、长度增加的一种压力加工方法。单丝拉伸具有以下特点:
1)拉伸的线材有较精确的尺寸,表面光洁。
2)能拉伸大长度和各种直径的线材。
3)以冷压力加工为主,拉伸工艺、工具、设备简单,生产效率高。
2. 单丝拉线模
拉线模是拉线过程中最重要的工具。线模的主要部分是模孔,一般由互相圆滑连接的润滑区、工作区、定径区和出口区四个区域组成。
1)润滑区:润滑剂在这里停留并被带入工作区。
2)工作区:金属在这个区域内实现变形(变细、变长),实际与金属接触的部分叫做变形段。
3)定径区:是拉线尺寸准确,外形符合工艺要求,模孔直径即定径区直径。
4)出口区:不刮伤从定径区出来的线材,同时防止停机线材回弹引起断线。
天之角 --- 2011-05-16 16:48:17
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3.单丝拉制的工艺要点:
1)铜线拉制工艺要点:⑴凡拉制出线模及规格时,应仔细测量线径和检查单线的表面质量;⑵排线应整齐、张力应均匀;⑶确保润滑剂符合要求,并润滑适当;⑷单线断线的情况下,应焊接牢固、平整,确保结构尺寸和表面质量;⑸拉制较细单丝时,出线口应垫羊毛毡或绒布,以便及时去除铜屑或毛刺;⑹装盘过程中,其最高点离盘边距离应符合相关要求,不得过满。
2)铝线拉制工艺要点:⑴铝杆表面不允许有水分,否则,在第一道模处就会拉断或拉毛;⑵应使用铝线专用模,铝线模的工作锥角比铜线锥角大;⑶拉制铝线的润滑剂应专用,不允许与铜线的润滑剂混用;⑷铝线表面不应有油污,否则会影响下道工序的产品质量。
天之角 --- 2011-05-16 16:56:13
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二、退火软化
1. 热处理的作用
金属经过冷加工,晶粒形状及其方位等均发生变化,其性能也发生变化,因此在许多情况下都需要对冷加工的金属进行热处理,使金属恢复冷加工前的性能或达到使用的要求。在电力电缆生产过程中,一般由以下几种情况的热处理:
1)使经过冷加工硬化的金属的塑性恢复到冷加工之前的水平,以便继续拉制;即中间退火。
2)为了使拉线的成品恢复拉先前的电气和机械性能;即成品退火。
3)为了得到高强度的线材,对拉制产品(如铝镁硅合金线)进行淬火。
2. 金属退火的基本原理:
天之角 --- 2011-05-16 16:57:35
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Wsince1985 --- 2011-05-16 19:08:35
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天之角 --- 2011-05-17 08:28:25
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接昨天.....
金属经冷加工塑性变形后,内部晶粒破碎,晶格畸变,存在残余内应力,因此是不稳定的。它有向稳定性发展的自发趋势,但是在常温下原子的扩散能力很弱,变化很难进行。将冷变形的金属进行加热,使原子动能增加,促使其发生变化,使金属恢复冷加工前的性能。
金属退火的过程,可分为以下三个阶段:
1)晶格回复阶段:当加热温度不高(低于最低再结晶温度)时,原子扩散能力尚低,虽有微小扩散,却不会引起组织变化。但由于原子有了微小的扩散,能使晶格畸变程度大为减轻,从而使内应力大大下降,导电性及耐腐性等均有显著提高。机械性能变化不大。这个阶段称为回复阶段,也叫应力退火。
2)再结晶阶段:冷变形金属加热到较高温度时,将形成一些晶格方位与变形晶粒不同,内部缺陷较小的等轴(各方向直径大致相同)小晶粒,这些晶粒不断向周围的变形组织中扩展长大,直到金属的冷变形组织全部消失为止。这个过程称为金属的再结晶。
冷变形金属经过再结晶,由于冷变形而产生的晶格畸变等缺陷及内应力完全消除,因而强度下降,导电率提高,塑性和韧性增加。冷加工硬化状态得到彻底改善。
天之角 --- 2011-05-17 08:40:57
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在生产实际中,去应力退火温度相当于最低再结晶温度,再结晶退火温度比最低再结晶温度高100-200℃。退火时保温时间的长短,应能使整个金属体积内的再结晶过程得以充分进行,它与加热温度、金属材料的体积和加热方式等相关。
铜和铝退火后的冷却速度,一般认为对产品的性能基本上没有影响,因而可以采用水冷、风冷或空气自然冷却等方式。由于铜的表面氧化物较稀松,可以不断氧化,因此铜线退火必须在无氧的环境下进行,可以抽真空或充不含硫的保护气体(惰性气体、中性气体)。
天之角 --- 2011-05-17 13:59:11
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3.退火工艺:
铜、铝线的退火可分为间歇式和连续式两大类。所用的退火炉也较多,常见的有:
(1)间歇式退火炉:①地坑罐式退火炉;②钟罩式电热退火炉;③热风循环式退火炉。
(2)连续式退火炉:①电热气体保护退火炉;②水封式电热退火炉;③接触式连续退火(即连续退火大拉机)。
使用退火炉进行导体退火时,主要应保证容料罐内无氧的条件。抽真空后,罐内残余气体压力应控制在-0.1MPa以下,充保护气体后应控制在0.03-0.05MPa范围内。
接触式连续退火装置是一种单线式通电连续退火设备。该装置一般装在拉线机上最后拉线轮与收线盘之间,构成拉线—退火—收线的连续退火大拉机组。拉制出的线径经过几个通有直流电的金属滚轮,导线与滚轮接触时电流通过导线,利用导线本身的电阻进行加热退火。
天之角 --- 2011-05-17 15:07:54
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电力电缆的导电线芯有两种绞合方法:无退扭绞合和有退扭绞合。
采用有退扭方法绞成的线芯没有扭转内应力,故多用于不紧压的绞线,以避免因有内应力在单线断裂时散开。
没有退扭的骄傲和多用于紧压型线芯,因为自扭产生的残余应力是弹性变形,压型为塑性变形,因此经过紧压后内应力即可消失。
1. 绞合方向
裸绞线的扭绞方向不论是同心绞合还是复绞,其最外层都规定为右向(Z形);绝缘导体的绞合最外层为左向(S形)。无论右向还是左向,其相邻层绞向必须相反。
2. 并线模
并线模是绞线的重要控制点。绞线的直径均匀性,有无蛇形、缺根、跳蹦现象均在此表现出来。
并线模的作用是使绞合线芯定径成型,经验表明:并线模的孔径比计算外径略小0.1-0.3mm为合适。
3. 紧压
紧压工序主要用于绝缘导体的绞合,裸电线一般不紧压。
天之角 --- 2011-05-17 15:12:23
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1)增大填充系数,缩小导体的几何尺寸,节约绝缘和护层材料。
2)提高导体表面光滑度,均匀导体表面电场。
3)减少电缆中形成空隙的机会。
(2)紧压工艺:圆形紧压导体与非紧压导体相比,外径可缩小7.2%-9.17%,填充系数(正规绞合)可由75%提高到90%-93%。
sean18 --- 2011-05-18 08:36:27
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天之角 --- 2011-05-18 10:57:45
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1. 挤塑机工作原理:
利用特定的螺杆,在加热的机筒中旋转,将由料斗中送来的塑料向前挤压,使塑料均匀地塑化(即熔融),通过机头和不同形状的模具,使塑料挤压成连续性的所需要的各种形状的材料。
挤出过程中,塑料将经过如下三个阶段:
(1) 塑化阶段:又称压缩阶段。在机筒内完成,经过螺杆的选装,使塑料由固体的颗粒状变成可塑性的粘流体。
(2)成型阶段:在机头内进行,由螺杆旋转和压力的作用,把粘流体推向机头,经过机头内的模具,使粘流体成型为所需要的各种尺寸及形状的挤包材料。机头的模具起成型作用,而不是定型作用。
(3)定型阶段:在冷却水槽中进行,塑料经过冷却后,使塑性状态变为定型的固体状态。
2. 挤塑模具的类型及工艺特性
电线电缆生产中使用的模具(包括模芯和模套)主要形式有三种:挤压式、挤管式、半挤压式(或半挤管式)。
天之角 --- 2011-05-18 11:55:10
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挤压式模具选配尺寸要求很严,成本高、挤出量低,所以除要求绝缘结构密实和挤出拉伸比小的以外,大都采用挤管式代替挤压式。
(2)挤管式模具:在胶料包覆于线芯之前,由于模具的作用形成管状,然后经拉伸后包覆于线芯表面。挤管式模具比挤压式模具具有以下优点:
1)可充分利用塑料的可拉伸特性,挤出厚度远大于所需厚度,所以出现速度可依拉伸比的不同而有所提高。
2)包覆厚度的均匀性只与模套的同心度有关,不会因线芯形状的改变或弯曲变形而致包覆厚度偏芯。
3)塑料经拉伸而取向,从而提高了机械强度、结晶度及耐龟裂性。
4)模具与线芯间隙较大,可减少模具磨损和划伤线芯。
5)模具的通用性较大。
挤管式与挤压式相比不足之处:挤塑密度小,胶层与线芯结合紧密型差。增加拉伸比可提高密度,抽空挤出可提高胶层与线芯的紧密程度。
(3)半挤压(或半挤管)式模具:通常用于大规格绝缘挤包和内护套或外护套的挤包。
天之角 --- 2011-05-19 12:42:14
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3. 模具的选配:
模具配置的是否合理,直接影响挤出的质量和产量,因此配模是重要的操作技能之一。
挤压式模具的选配,主要依据线芯选模芯,依成品外径选模套,根据塑料工艺特性定模芯、模套角度及角度差、定径区长度等。
计算式模具的选配,主要是根据拉伸比(所谓拉伸比就是塑料在模口处的圆环面积与包覆于电线电缆上的圆环面积之比,即模芯模套所形成的间隙面积与电线电缆挤出标称厚度截面积的比值)配模。
其中:D1-为模套孔径(mm);D2-为模芯出口处外径(mm);d1-为挤包后制品外径(mm);d2-为挤包前制品直径(mm);
不同塑料的拉伸比K也不一样,如聚氯乙稀K=1.2~1.8、聚乙烯K=1.3~2.0,由此可确定模套孔径。但此方法计算较为繁琐,一般多用经验公式配模。
jiawei88 --- 2011-05-19 13:27:33
16
好文章!!!不知道能不能透露一下经验公式啊?呵呵···
天之角 --- 2011-05-19 19:36:45
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3.配模的理论公式(1)模芯 D1=d+e1(2)模套 D2=D+2δ+2△+e2式中:D1―模芯出线口内径(mm); D2―模套出线口内径(mm); d―生产前半制品最大直径(mm); δ―模芯嘴壁厚(mm); △―工艺规定的产品塑料层厚度(mm); e1―模芯放大值(mm); e2――模套放大值(mm)。(3)放大值e1或e2的说明。1)绝缘线芯模芯e1的放大值为0.5~3mm;2)绝缘线芯模套e2的放大值为1~3mm;3)生产外护套电缆用模芯e1的放大值、铠装电缆为2~6mm,非铠装为2~4mm;4)生产外护套电缆用模套e2的放大值为2~5mm。
天之角 --- 2011-05-19 19:39:12
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挤压式 | 模芯(mm) | 模套(mm) |
单线绞线 | 导线直径+(0.05~0.10)绞线外径+(0.10~0.15) | 导线直径+2△+(0.05~0.10)绞线外径+2△+(0.05~0.10) |
挤管式 | 模芯(mm) | 模套(mm) |
绝缘护套 | 线芯外径+(0.1~1.0)缆芯最大外径+(2~6) | 模芯外径+2△+(0.05~0.10)模套外径+2△+(1.0~4.0) |
天之角 --- 2011-05-19 19:53:53
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5. 交联
聚乙烯的分子结构式线型大分子结构,常温下是固态,当温度升高到软化点时,分子间可以产生相对位移,所以它的使用温度受到了限制。为了提高聚乙烯的耐温等级,把线型聚乙烯分子,通过一定的方法使其变成网状立体空间结构,这个过程叫做交联。
1)几种常用的交联制作方法
(1)射线交联:是利用电子加速器产生电子束来照射产品。由于电子束的穿透深度与厚度有关,目前一般生产绝缘厚度较薄的低压(1kV等级)电缆或特种电线,有时也用于6kV等级的电缆生产,但由于绝缘厚度增大,需要再绝缘材料中加入敏化剂。为了防止电子束外溢,必须加固隔离加速器室。因为电缆需要四周均匀辐照,所以常采用∞形路程往返照射。
(2)硅烷交联:又可称为温水交联,属于化学交联的一种,其原理是把有机硅化合物(如乙烯基三甲氧基硅烷)接枝到聚乙烯主链上,在过氧化物(DCP)的触发下,加上硅烷水解,就能产生交联。由于硅原子上有二个硅氧基,所以可以形成三维立体交叉连接。
天之角 --- 2011-05-19 20:02:31
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交联是在适当的温度和大气压力下,在温水或水蒸气中完场的。由于温水交联温度比聚乙烯的熔融温度低很多,所以绝缘体重的残留水份较少。交联的速度取决于水的渗透速度,而水的渗透速度又取决于温度。
(3)长承模交联(MDCV):其交联法的设备基本上呈水平状,总长度约为50-60m左右,承线模长度为10m,在模子内实现交联过程。为了使交联聚乙烯顺利生产,在内壁有一间隙,充填硅油或其他润滑油。
这种卧式长承线模交联生产线,已被公认为生产超高压交联电缆的理想设备,但是每一规格的电缆在生产过程中药调换长模很不方便。
天之角 --- 2011-05-19 20:25:16
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sean18 --- 2011-05-20 08:32:37
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天之角 --- 2011-05-22 09:32:09
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RCP交联方式需要在高温和高压氮气下进行。高温使为了促使DCP分解起交联反映,高压氮气是为了防止在交联体中形成大的气泡和过高的水分。交联反映在很长的管道内进行,管道可分为加热段(交联区)、预冷段、冷却段(水和氮气)三部分组成,管道内的氮气压力为0.8-1.5MPa,压力愈高则绝缘体内的微孔愈小。氮气应进行循环处理或排放,以保持清洁程度。
RCP生产方式,其管道一般呈悬链式状态,这主要是考虑电缆的自重,由于高压电缆的绝缘较厚,为了不致受重力的影响而产生较大的偏心,通常采用的措施是提高悬链线上端的倾斜角,直至将悬链线改制成立式生产线。
dhn110 --- 2011-05-22 09:33:39
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天之角 --- 2011-05-22 09:40:34
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(5)硅油交联:是为了克服绝缘自重造成的偏心,在管道内充以硅油,以增加浮力,而且硅油不与交联绝缘产生溶胀作用,整个管道内应由硅油加热和冷却分区循环。
硅油交联生产线比RCP交联生产线短,一般不足100m,用充满加热区高温高压的硅油来实现交联,交联过的电缆通过同一密封器分离成高低温两部分,在冷却区加压冷却,整个压力相同,硅油循环处理使用,出口处用硅油冷冻固化,为了提高热效率,加热和冷却分两个循环区。
天之角 --- 2011-05-22 09:46:25
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交联聚乙烯电力电缆内半导电屏蔽层、绝缘层和外半导电屏蔽层,分别由三台挤塑机挤出,挤出方式有以下几种:
(1)1+1+1方式:即三层均分别单独挤出;
(2)1+2方式:即内半导电屏蔽层单独挤出,绝缘层和外半导电屏蔽层同时挤出;
(3)0+3方式:即三层同时挤出。
采用多层同时挤出的优点时一次成型,层间结合良好,无污染,但缺点是偏心不易调整。因此也有用无偏心模具,一种规格一副专用模具,采用分层挤出时,偏心容易校正,但表面容易污染,层间结合不紧密。
天之角 --- 2011-05-22 09:55:54
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加热方式有由交联管直接加热和用加热电缆加热两种。直接加热法利用短路变压器加大电流来加热,要求交联管壁不超过3mm,否则电阻太小加热效率低,但管壁过薄,影响机械强度。采用加热电缆时,电缆做成铜管状,里边放电热丝,用氧化镁绝缘,电缆弯成U型,紧贴于交联管外壁,其热效率较好。
交联管壁的最高温度为380-400℃,加热的要求时在10min内把交联管从室温加热到300℃,所以瞬时加热功率较大,一般高温区为20W/m,低温区10W/m。为了防止交联管的散热损耗,均应安装良好的保温材料,一般交联管的表面温度应在40℃以下。
天之角 --- 2011-05-22 16:05:16
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交联温度和速度是工艺中两个重要的参数,在保证产品具有优良的机械性能和电气性能的前提下,力求提高生产速度。正确的工艺温度和速度,可以通过试验来确定。
在选择最快生产速度时,应权衡绝缘层表面温度及其在这个温度下交联的时间所带来的利弊,即对机械性能和电气性能的影响。对于交联聚乙烯绝缘,如果硫化时间不超过0.5min,则绝缘层温度可以保持在400℃;如果硫化时间为15min,则绝缘层温度可以保持在350℃。
虽然交联聚乙烯绝缘在350-400℃时仍很稳定,但实验和试验表明,在高温和长时间下交联,会对交联绝缘体的性能带来一系列的不利影响。在高温下的交联必须特别慎重,特别是绝缘厚度大的产品,一般应采用较低温度和较长时间的交联,以保证绝缘性能的稳定性,绝不能盲目地追求高速度。
天之角 --- 2011-05-22 16:25:35
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六、成缆
将多根绝缘线芯按一定的规则绞合成的工艺过程叫成缆。绝缘线芯直径相同的绞对称成缆,否则绞非对称成缆。实际生产中,成缆过程包括两道工序:即线芯填充绞合和绕包带层。
1. 成缆节距比
成缆的长度与成缆直径的比值为节距比,这是成缆工序控制的一个主要指标。为保证电缆成缆结构的稳定性合成缆后不发生蛇形,应选择较小的成缆节距。圆形XLPE电缆成缆节距比选择为30-40,扇形PVC电缆成缆节距比宜选择为40-60。
2. 成缆方向
考虑到电缆安装、敷设、中间接头的方便,统一规定成缆的方向为右向。
3. 填充
绝缘线芯在成缆后要得到圆形的电缆,必须填充绝缘线芯间的空隙。填充材料主要有:塑料绳、塑料管、塑料条、聚丙烯撕裂绳、石棉绳、玻纤绳等。
4. 成缆质量控制
塑料绝缘电力电缆绕包的绕包带,要求绕包平整、紧实、无折叠、打绺、起兜等现象。
塑料绝缘电力电缆的不圆度(同一洁面霜行的最大直径与最小直径的差除以平均直径)应不大于15%。
天之角 --- 2011-05-22 16:27:38
30
内容有点多,字体有点小,不清楚字体在哪里调!
东西多了,慢慢看,慢慢学......................
sean18 --- 2011-06-15 12:43:23
31
965147699 --- 2011-06-21 16:35:12
32
太感谢楼主了!!!
zoroyunyun --- 2011-06-28 08:39:21
33
谢谢楼主!
matthew13 --- 2011-06-30 16:35:35
34
bobzheng --- 2011-06-30 23:01:19
35
wanyilida --- 2011-07-08 10:17:38
36
学习了。
zarcalydis --- 2011-08-22 15:57:20
37
宏扬 --- 2013-02-25 16:12:52
38
ying696000 --- 2013-03-07 11:25:49
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984044758 --- 2013-03-13 21:52:49
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fl779 --- 2013-04-03 20:08:05
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