DL 441-91 火力發(fā)電廠高溫高壓蒸汽管道蠕變監(jiān)督導(dǎo)則

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中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 41力發(fā)電廠高溫高壓蒸汽 管道蠕變監(jiān)督導(dǎo)則 中華人民共和國(guó)能源部 1991準(zhǔn) 1992施 1 總則 導(dǎo)則適用于蒸汽溫度 t＞ 450℃的主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、蒸汽母管、導(dǎo)汽管和聯(lián)箱等。 溫蒸汽管道蠕變監(jiān)督的目的是預(yù)防金屬發(fā)生高溫蠕變破壞，保證安全運(yùn)行并預(yù)測(cè)這些高溫部件的剩余壽命。其主要任務(wù)是：通過定期蠕變測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)掌握高溫蒸汽管道金屬的蠕變規(guī)律，當(dāng) 管道運(yùn)行時(shí)間超過設(shè)計(jì)使用年限后，為正確分析和預(yù)測(cè)管道的剩余壽命提供可靠的依據(jù)。 計(jì)單位應(yīng)合理布置和設(shè)計(jì)蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記，安裝單位應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙正確裝設(shè)，并將全部原始資料提供給生產(chǎn)單位。生產(chǎn)單位必須執(zhí)行本導(dǎo)則的有關(guān)規(guī)定。定期進(jìn)行蠕變測(cè)量，做到及時(shí)、準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，保證測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄的系統(tǒng)、完整、準(zhǔn)確。 2 蠕變測(cè)量截面的設(shè)計(jì) 汽管道上固定用于測(cè)量蠕變的區(qū)域，在該區(qū)域設(shè)置了蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記，稱蠕變測(cè)量截面。 汽溫度大于 450℃的主蒸汽管道和再熱蒸汽管道，應(yīng) 裝設(shè)蠕變監(jiān)督段。監(jiān)督段一般應(yīng)設(shè)置在靠近過熱器和再熱器出口聯(lián)箱的水平管段上。 變測(cè)量截面裝設(shè)位置： 蒸汽管道和再熱蒸汽管道的監(jiān)督段上，必須設(shè)置三個(gè)蠕變測(cè)量截面。 蒸汽管道、蒸汽母管和再熱蒸汽管道的每個(gè)直管段上，可根據(jù)具體情況設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面，對(duì)每條管道蠕變測(cè)量截面的總數(shù)不得少于 10 個(gè)。直管段上蠕變測(cè)量截面的位置，離焊縫或支吊架的距離不得小于 1m，至彎管起弧點(diǎn)不得小于 根據(jù)具體情況也可在彎管上加設(shè)蠕變測(cè)量截面。 爐出口聯(lián)箱的每 條導(dǎo)汽管，應(yīng)在彎管起弧點(diǎn)附近直管部分設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面。 輪機(jī)的每條導(dǎo)汽管，至少應(yīng)在測(cè)量方便處設(shè)置一個(gè)蠕變測(cè)量截面。 溫聯(lián)箱的聯(lián)箱體上，至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)蠕變測(cè)量截面，建議設(shè)置在聯(lián)箱體兩端無孔區(qū)上。 變測(cè)量截面處，應(yīng)設(shè)計(jì)活動(dòng)保溫，要求其保溫性能不低于該部件的保溫性能。露天或半露天布置的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)有防水滲入管道表面的設(shè)施。垂直管段的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)有防止保溫材料下滑的可靠措施。 對(duì)確實(shí)需要經(jīng)常測(cè)量及難搭架子的蠕變測(cè)量截面處，應(yīng)設(shè)計(jì)并安裝測(cè)量平臺(tái)。 3 蠕變測(cè)量方法的選擇 變測(cè)量方法： 變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量用千分尺測(cè)量蠕變測(cè)量截面直徑的方法。為實(shí)現(xiàn)每次測(cè)量都在固定位置上，需在要測(cè)量截面的鋼管直徑兩端的外表面焊上蠕變測(cè)點(diǎn) (圖 1)。 變測(cè)點(diǎn)可選用下述兩種形式之一。 圖 2)。 圖 3)。 圖 1 蒸汽管道測(cè)量截面上蠕變測(cè)點(diǎn)的布置 H— 測(cè)點(diǎn)高度 圖 2 球頭蠕變測(cè)點(diǎn)頭 個(gè)測(cè)量截面測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)外徑 350蒸汽管道和 聯(lián)箱，每個(gè)蠕變測(cè)量截面的蠕變測(cè)點(diǎn)至少應(yīng)有 4 個(gè) (兩對(duì) )，分布在兩相互垂直的直徑端點(diǎn)上。 350蒸汽管道和聯(lián)箱，每個(gè)蠕變測(cè)量截面的蠕變測(cè)點(diǎn)應(yīng)有 8 個(gè) (4 對(duì) )，分布在互相成 45°的截面直徑的端點(diǎn)上。 點(diǎn)座應(yīng)用與管道及聯(lián)箱相同的鋼材制成。測(cè)點(diǎn)頭必須用 1銹鋼制成。 變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法：用特制的鋼帶尺纏繞在鋼管或聯(lián)箱體測(cè)量截面外表面上，測(cè)量該截面的周長(zhǎng)的方法。同樣，為保證每次測(cè)量都在固定位置上，需在要測(cè)量截面的鋼管或聯(lián)箱體的外表面上按鋼帶尺的寬度打上兩排 互相平行的球面壓痕標(biāo)記 (圖 4)。 圖 3 自動(dòng)對(duì)心蠕變測(cè)點(diǎn)頭 圖 4 鋼管上蠕變測(cè)量標(biāo)記布置示意圖 b— 鋼帶尺寬度 變測(cè)量方法的選擇主要依據(jù)管道和聯(lián)箱的尺寸和材料的可焊性水平。對(duì)一些在焊接測(cè)點(diǎn)座時(shí)易出裂紋的高合金鋼管道和聯(lián)箱及厚壁鋼管，應(yīng)選擇蠕變測(cè)量標(biāo)記的方法來測(cè)量蠕變。 4 蠕變測(cè)點(diǎn)和測(cè)量標(biāo)記的裝設(shè) 變測(cè)點(diǎn)的安裝： 平管段上的一對(duì)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)在水平方位；垂直管段上的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)在便于測(cè)量的方位上。 采用管道外表面圓周長(zhǎng)等分的方法，確 定蠕變測(cè)點(diǎn)中心的位置，并使測(cè)點(diǎn)座對(duì)中。同一截面的各對(duì)測(cè)點(diǎn)應(yīng)處于與管道軸線相垂直的同一截面上。 裝管道的蠕變測(cè)點(diǎn)座應(yīng)在管道安裝前焊好，焊后應(yīng)進(jìn)行整體熱處理。在管道安裝好沖管前在測(cè)點(diǎn)座上裝上蠕變測(cè)點(diǎn)頭。在特殊情況下，測(cè)點(diǎn)座和測(cè)點(diǎn)頭也可在管道安裝后焊好，但必須在管道沖管前焊就。蠕變測(cè)點(diǎn)座的焊接規(guī)范，遵循不損壞管道質(zhì)量的原則，并由擔(dān)任該管焊接的合格焊工施焊。焊前預(yù)熱與焊后熱處理應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 測(cè)點(diǎn)頭與測(cè)點(diǎn)座焊死前，應(yīng)調(diào)整蠕變測(cè)點(diǎn)的高度，其要求是：當(dāng)管道直徑產(chǎn)生 2%的相對(duì)脹粗時(shí)，仍 不必更換千分尺的量程，并使公稱直徑相同的管道上的測(cè)點(diǎn)間徑向尺寸的相互偏差不超過 0.1 特殊目的而裝設(shè)的蠕變測(cè)點(diǎn)，其測(cè)點(diǎn)高度的調(diào)整可根據(jù)具體情況決定。 點(diǎn)高度調(diào)整完畢后，可能時(shí)應(yīng)裝設(shè)保護(hù)套，以免測(cè)點(diǎn)在安裝活動(dòng)保溫時(shí)及其他偶然情況下碰壞。 變測(cè)量標(biāo)記和鋼帶尺的要求： 裝管道 (聯(lián)箱體 )設(shè)置的或運(yùn)行后管道 (聯(lián)箱體 )選定增設(shè)的蠕變測(cè)量標(biāo)記，其兩排標(biāo)記中心線鋼管周向連線之間距離應(yīng)等于測(cè)量用鋼帶尺的寬度 (一般宜 40～ 50并使測(cè)量標(biāo)記在周長(zhǎng)上均勻 等距分布。 量標(biāo)記為一個(gè)直徑約 φ 2度為 1面壓痕。 保證測(cè)量標(biāo)記正確地設(shè)置在管道 (聯(lián)箱體 )表面上，在設(shè)置時(shí)可按規(guī)定要求把蠕變測(cè)量標(biāo)記布置在一薄鋼帶上，然后在標(biāo)記處鉆一個(gè)直徑為 φ 1此薄鋼帶圍在管道 (聯(lián)箱體 )蠕變測(cè)量截面的外表面上，即能按孔準(zhǔn)確定出測(cè)量標(biāo)記的位置。 量用鋼帶尺帶有游標(biāo)，其精確度至少應(yīng)為 帶尺用因瓦合金做成 (含 金， 0～ 100℃間膨脹系數(shù)接近于零 )。 保證每次測(cè)量時(shí)鋼帶尺與鋼 管 (聯(lián)箱體 )接觸緊度相同，建議鋼帶尺應(yīng)帶有恒定力的拉緊裝置。 裝單位應(yīng)配合生產(chǎn)單位按照本導(dǎo)則規(guī)定的方法，使用生產(chǎn)單位所選定的方法及相應(yīng)的測(cè)量工具，進(jìn)行原始蠕變測(cè)量。 始測(cè)量數(shù)據(jù)： 變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法：測(cè)量前后千分卡尺的零位校正值，蠕變測(cè)點(diǎn)處 (或附近 )的管道外徑尺寸，帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸，管壁及千分卡尺 (或標(biāo)準(zhǔn)棒 )的溫度等。 變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法：測(cè)量蠕變測(cè)量標(biāo)記處的管道 (聯(lián)箱體 )截面周長(zhǎng)尺寸，管壁及鋼帶尺的溫度等。 量數(shù)據(jù) 詳細(xì)記入蠕變測(cè)量記錄本中。 將標(biāo)有測(cè)量截面位置及編號(hào)的單線立體管道系統(tǒng)圖，連同上述蠕變測(cè)量的原始記錄，完整地移交給生產(chǎn)單位保存。 5 蠕變測(cè)量和計(jì)算 量工具和點(diǎn)溫計(jì)應(yīng)有定期校驗(yàn)合格證。 變測(cè)量前，應(yīng)對(duì)測(cè)量工具和半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)進(jìn)行檢查，確保測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確可靠。 變測(cè)量前，應(yīng)檢查蠕變測(cè)點(diǎn)或蠕變測(cè)量標(biāo)記是否受損傷，并應(yīng)確保測(cè)量工具的測(cè)量面和測(cè)點(diǎn)或測(cè)量標(biāo)記部分管段外表面潔凈。清潔可用棉紗和酒精 ,但不能用銼刀或砂紙。 變測(cè)量時(shí) ,管壁溫度不宜過高 ,一般不要超 過 50℃。特殊情況下 ,當(dāng)管壁溫度高于 50℃時(shí) ,為了避免測(cè)量工具過分受熱 ,測(cè)量動(dòng)作要迅速。 量工具的溫度應(yīng)與測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度基本一致 ,相差較大時(shí)，恒溫時(shí)間一般不少于30因瓦合金制造的鋼帶尺除外 )。當(dāng)環(huán)境溫度低于 30℃時(shí)，應(yīng)減小測(cè)量人員手溫對(duì)測(cè)量工具的影響。 管壁和測(cè)量工具作溫度測(cè)量時(shí)，溫度讀數(shù)應(yīng)精確到 小于 進(jìn)為 大于 進(jìn)為 1℃。 用蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，當(dāng)用千分尺弓身溫度作修正計(jì)算時(shí)，蠕變測(cè)量前后應(yīng)在接近20℃的環(huán)境中，用標(biāo)準(zhǔn)棒對(duì) 千分尺的零位進(jìn)行校正；當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)棒溫度作修正計(jì)算時(shí)，蠕變測(cè)量前后應(yīng)在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境中，用標(biāo)準(zhǔn)棒對(duì)千分尺進(jìn)行零位校正。按下式計(jì)算千分尺的零位校正值 B： B b b? ?1 22 m m (1) 式中： 測(cè)量前千分尺的零位值， 測(cè)量后千分尺的零位值， ｜ ，應(yīng)查明原因，如零位已變動(dòng)或零位測(cè)量有誤，則本次所測(cè)結(jié)果無效，應(yīng)重新進(jìn)行測(cè)量。 變測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證千分尺測(cè)量面與測(cè)點(diǎn)頭對(duì)中，嚴(yán)防產(chǎn)生過大的 偏心。用力不要過大，以免千分尺弓身產(chǎn)生變形，應(yīng)用棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)微分筒，緩慢地使測(cè)量面與測(cè)點(diǎn)接觸。 分尺讀數(shù)應(yīng)精確到 于 應(yīng)進(jìn)為 于 應(yīng)進(jìn)為 對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)應(yīng)測(cè)量三次，若各次讀數(shù)變動(dòng)超過 應(yīng)多測(cè)幾次，取三次合理數(shù)據(jù)的平均值作為該對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。 用千分尺弓身溫度作修正計(jì)算時(shí)，每組蠕變測(cè)點(diǎn)測(cè)量后，應(yīng)立即測(cè)量千分尺的弓身溫度及蠕變測(cè)點(diǎn)附近的管壁溫度。采用標(biāo)準(zhǔn)棒溫度作修正計(jì)算時(shí)，每組蠕 變測(cè)點(diǎn)測(cè)量前后，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行千分尺的零位校正，并立即測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)棒溫度及蠕變測(cè)點(diǎn)附近的管壁溫度。當(dāng)蠕變測(cè)點(diǎn)處管道受風(fēng)吹日曬時(shí)，管道的金屬溫度應(yīng)取向風(fēng)面與背風(fēng)面或向日面與背日面的平均值。 變測(cè)點(diǎn)測(cè)量方法的原始測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算 算到 0℃的管道原始直徑 D D B a t a 20? ? ? ? ?( )[ ( )]p p ck m m (2) 式中： D—— 管道直徑， 管道鋼材的線膨脹系數(shù)， )； 千分尺弓身 (或標(biāo)準(zhǔn)棒 )的線膨脹系數(shù)， )； 管道的管壁溫度，℃； 千分尺弓身 (或標(biāo)準(zhǔn)棒 )的溫度，℃。 算到 0℃的帶測(cè)點(diǎn)高度的管道原始徑向尺寸 D 1′按下式計(jì)算： ? ? ? ? ? ? ?D D B a t a 20( )[ ( )]p p ck m m (3) 式中： D′ —— 帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸， 算到 0℃的測(cè)點(diǎn)高度 H 按下式計(jì)算： H D D? ? ?1 1 m m (4) 變測(cè)點(diǎn)測(cè)量方法的運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算。 算到 0℃的帶測(cè)點(diǎn)高度的管道徑向尺寸 下式 計(jì)算： ? ? ? ? ? ? ?D D B a t a tn p p ck m m( )[ ( )]1 20 (5) 算到 0℃的管道直徑 ? ? ? ? ? ? ? ?D D B a t a t Hn p p ck m m( )[ ( )]1 20 (6) 道直徑的絕對(duì)蠕變變形量Δ D 按下式計(jì)算： ? D D D? ? ? ?n m (7a) ? D D D? ?n m (7b) 蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，原始及運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)精確到 略去，等于或大于 小于 退為 于或大于 進(jìn)為 變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法其管道直徑的相對(duì)蠕變變形量ε (%)按下式計(jì)算： ? = ? (8) 蠕變測(cè)量標(biāo)記的測(cè)量方法測(cè)量時(shí)，鋼帶尺的邊應(yīng)與兩排標(biāo)記的中心線重合，每次測(cè)量時(shí)其拉緊力應(yīng)相同，避免用大力而使鋼帶尺變形。每次測(cè)量時(shí)測(cè)三次，求其平均值。 變標(biāo)記測(cè)量方法的原始測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算，換算到 0℃的管道測(cè)量截面原始周長(zhǎng) 計(jì)算： C C B a t a 20? ? ? ? ? ?( )[ ( )]p p b b m m (9) 式中： C—— 管道測(cè)量截面周長(zhǎng)測(cè)量值， 鋼帶尺的線膨脹系數(shù)，若鋼帶尺用因瓦合金制造，則在 0～ 100℃內(nèi) 0， )； 鋼帶尺的溫度，℃； B′ —— 鋼帶尺的零位修正值， 變標(biāo)記測(cè)量方法的運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算，換算到 0℃的管道測(cè)量截面周長(zhǎng) C n 按下式計(jì)算： C C B a t a tn p p b b m m? ? ? ? ? ? ?( )[ ( )]1 20 (10) C′ —— 第 n 次測(cè)量時(shí)管道測(cè)量截面周 長(zhǎng)測(cè)量值， 道測(cè)量截面周長(zhǎng)的絕對(duì)蠕變變形量Δ C 按下式計(jì)算： ?C C C? ?n m (11) 測(cè)量標(biāo)記法測(cè)量的原始及運(yùn)行后測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果應(yīng)精確到 可略去；等于或大于 進(jìn)為 于 退回 于或大于 應(yīng)進(jìn)為 道測(cè)量截面周長(zhǎng)的相對(duì)蠕變變形量ε (%)按下式計(jì)算： ? ? ?? (12) 量結(jié)果處理： 制相對(duì)蠕變變形量 ε 曲線。變形量ε坐標(biāo)的比例選取，應(yīng)考慮到管道的蠕變變形量達(dá) 2%時(shí)，曲線仍可完整地繪出，為考慮蠕變變形量出現(xiàn)負(fù)值的情況，在橫坐標(biāo)的下方地區(qū)，應(yīng)有一定的負(fù)相對(duì)蠕變變形量空間。 運(yùn)行時(shí)間τ的坐標(biāo)比例應(yīng)考慮運(yùn)行時(shí)間為 3× 105h 或更多。 計(jì)出進(jìn)入恒速蠕變階段的時(shí)間。 最小二乘法計(jì)算出蠕變恒速階段的蠕變速度 ? ??? % / h m m / ( m m . h)或 (13) 在相對(duì)蠕變變形量 現(xiàn)一點(diǎn)或連續(xù)兩點(diǎn)明顯偏離線性時(shí)，可按該偏離點(diǎn)的連線單獨(dú)計(jì)算該部分時(shí)間的蠕變速度。 于蠕變測(cè)點(diǎn)的測(cè)量方法，每一截面的各對(duì)蠕變測(cè)點(diǎn)的結(jié)果應(yīng)分別計(jì)算和評(píng)定。 變監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)： × 10h)，即 1× 10h。 %時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)鑒定。 %時(shí)更換管子。 6 蠕變監(jiān)督的技術(shù)管理 力發(fā)電廠高溫蒸汽管道的蠕變測(cè) 量，應(yīng)由電廠指定專人負(fù)責(zé)，測(cè)量人員應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定。測(cè)量人員應(yīng)有高度的責(zé)任心，熟練掌握和運(yùn)用測(cè)量?jī)x器及測(cè)量方法，不斷提高測(cè)量技術(shù)，確保蠕變測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 力發(fā)電廠高溫蒸汽管道的蠕變監(jiān)督應(yīng)建立完整的技術(shù)擋案，包括：標(biāo)有蠕變測(cè)量截面位置和編號(hào)的單線立體管線圖，蠕變測(cè)量記錄卡，相對(duì)蠕變變形量ε 應(yīng)及時(shí)正確地記錄每次測(cè)量結(jié)果和計(jì)算結(jié)果。技術(shù)檔案要妥為保管，不要遺失。 變測(cè)量工具應(yīng)完好齊全，專尺專用，并定期進(jìn)行檢定。蠕變測(cè)量用的半導(dǎo)體溫度計(jì)，每年至少檢定一次，每次蠕變測(cè)量 前還應(yīng)進(jìn)行必要的檢查。鋼帶尺應(yīng)有特別容器保存，避免彎折和變形。 變測(cè)量時(shí)間間隔： 設(shè)計(jì)期限內(nèi)或經(jīng)鑒定的超期運(yùn)行期內(nèi)，當(dāng)相對(duì)蠕變變形量ε小于 管道各測(cè)量截面間的最大蠕變速度小于 10h)15000h 左右為宜；對(duì)其它蠕變測(cè)量截面，可采用輪流方法，但其測(cè)量時(shí)間間隔以不超過 30000 h 為宜。 相對(duì)蠕變變形量ε達(dá) 1%或管道各測(cè)量截面間的最大蠕變速度接近 1×10h)時(shí)，蠕變測(cè) 量時(shí)間間隔以 10000h 左右為宜，并不分監(jiān)督段測(cè)量截面和非監(jiān)督段測(cè)量截面。 變測(cè)量應(yīng)在管道停止運(yùn)行后的適當(dāng)時(shí)間及時(shí)測(cè)量，并及時(shí)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)復(fù)測(cè)。在高溫蒸汽管道啟動(dòng)前三天應(yīng)提出測(cè)試結(jié)果，由金屬監(jiān)督負(fù)責(zé)人復(fù)核后，送生技科長(zhǎng)及總工程師審批。 管道相對(duì)蠕變變形量或蠕變速度超過上述標(biāo)準(zhǔn)，或出現(xiàn)一次測(cè)點(diǎn)很不正常，或連續(xù)兩次明顯偏離線性時(shí)，總工程師應(yīng)立即組織專門會(huì)議，分析原因，提出對(duì)策。會(huì)議結(jié)論應(yīng)報(bào)主管局批準(zhǔn)后執(zhí)行。 __________________________ 附加說明： 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)能源部提出。 本標(biāo)準(zhǔn)由能源部電站金屬材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)由能源部西安熱工研究所負(fù)責(zé)起草。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：吳非文，陳世哲。