螺栓螺母鹽霧處理的案例
螺栓螺母鹽霧處理
昨天的文章中提到了對螺栓螺母緊固件進(jìn)行鍍鋅，發(fā)黑等處理后，為測試其鍍層對腐蝕環(huán)境下的抗蝕能力，可借助于鹽霧試驗(yàn)。
那到底什么是鹽霧試驗(yàn)?zāi)兀撊绾芜M(jìn)行鹽霧試驗(yàn)？今天在這里跟大家詳述：
鹽霧測試其實(shí)也是金屬生銹的表現(xiàn)，有紅磷，白磷兩種，鹽霧測試的等級也是有生銹面積占總生物體面積的百分比所決定的，大多數(shù)的腐蝕都是在大氣環(huán)境中，大氣中有氧氣，濕度，溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕就是一種常見和最有破壞性的大氣腐蝕。鹽霧測試對螺栓的性能影響如此之大，如何提高產(chǎn)品抗鹽霧腐蝕能力，日益受到重視。
鹽霧試驗(yàn)是一種主要利用鹽霧試驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗(yàn)。它分為二大類，一類為天然環(huán)境暴露試驗(yàn)，另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)。
人工模擬鹽霧環(huán)境試驗(yàn)是利用一種具有一定容積空間的試驗(yàn)設(shè)備——鹽霧試驗(yàn)箱，在其容積空間內(nèi)用人工的方法，造成鹽霧環(huán)境來對產(chǎn)品的耐鹽霧腐蝕性能質(zhì)量進(jìn)行考核。它與天然環(huán)境相比，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度，可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，得出結(jié)果的時間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產(chǎn)品樣品進(jìn)行試驗(yàn)，待其腐蝕可能要1年，而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗(yàn)，只要24小時，即可得到相似的結(jié)果。
鹽霧腐蝕
鹽霧腐蝕試驗(yàn)設(shè)備腐蝕是材料或其性能在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質(zhì)。這里講的鹽霧是指氯化物的大氣，它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉，它主要來源于海洋和內(nèi)地鹽堿地區(qū)。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護(hù)層與內(nèi)部金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)引起的。同時，氯離子含有一定的水合化物，使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對產(chǎn)品極壞的不良反應(yīng)。
展開 表面處理技術(shù)分享（第七講：鋁合金中微量元素對表面處理鹽霧效果的影響解析）
◎ 析出強(qiáng)化：熱處理過程中析出細(xì)小彌散的強(qiáng)化相。
◎ 晶粒細(xì)化：形成化合物彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙晶粒長大。
◎ 第二相形成：既可能有益（強(qiáng)化相）也可能有害（腐蝕源）。
二、主流表面處理工藝
1、陽極氧化。分為硫酸（裝飾性）、鉻酸（高耐蝕）、硬質(zhì)（耐磨），應(yīng)用于建筑型材和電子部件。
2、化學(xué)氧化。分為鉻酸鹽和無鉻轉(zhuǎn)化，應(yīng)用于涂裝底層和特殊防護(hù)件。
3、電鍍。步驟為預(yù)浸鋅處理、化學(xué)鍍鎳和表面鍍鉻，應(yīng)用于模具和航空結(jié)構(gòu)件。
4、噴涂。分為粉末、氟碳、聚丙烯和環(huán)氧幾種，應(yīng)用于建筑外墻和汽車部件。
三、微量元素對鹽霧性能的直接影響
各微量元素對鋁合金鹽霧耐蝕性的影響具有雙重性，如下表所示:
四、微量元素與表面處理工藝的交互作用
五、基于合金系列的工藝選擇參考
實(shí)用建議如下：
? 嚴(yán)格控制有害元素含量（特別是Fe、Cu）。
? 根據(jù)合金成分選擇最合適的表面處理工藝。
? 針對特殊合金調(diào)整工藝參數(shù)。
? 建立基于微量元素控制的質(zhì)保體系。
? 結(jié)合鹽霧測試與實(shí)際服役環(huán)境進(jìn)行綜合評估。
結(jié)語：
鋁合金中微量元素對表面處理鹽霧效果的影響是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。通過深入理解各元素的作用機(jī)制，建立基于成分的工藝優(yōu)化策略，可以有效提升鋁合金制品的耐腐蝕性能，滿足不同應(yīng)用場景的需求。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)具體合金成分選擇合適的表面處理工藝，并針對微量元素的影響進(jìn)行相應(yīng)的工藝參數(shù)調(diào)整，才能獲得最佳的鹽霧防護(hù)效果。
如下匯總表供參考:
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這是教程。
步驟 1：
以零件模式啟動 SolidWorks。頂部平面>>草圖。
第 2 步：
畫一個直徑為24毫米的圓。
步驟3：
擠壓2毫米。
步驟4：
頂面>>草圖。
步驟5：
選擇邊然后轉(zhuǎn)換實(shí)體。
步驟6：
以 6 毫米和 60o 拔模角度進(jìn)行擠壓。
步驟7：
參考幾何>>平面。
步驟8：
選擇圓形邊。單擊“確定”。
步驟9：
平面1>>草圖。
步驟10：
繪制多邊形。
步驟11：
擠壓10毫米。
第 12 步：
頂面>>草圖。
步驟13：
畫一個與多邊形邊相切的圓。
如何模擬螺母、螺栓擰緊過程
如何模擬螺母、螺栓擰緊過程
螺栓、螺母、墊片使用規(guī)范介紹，說不定哪天就用得上！
螺栓連接基本要求
普通螺栓作為永久性連接螺栓時應(yīng)符合下列要求：
1.對一般的螺栓連接，螺栓頭和螺母下面應(yīng)放置平墊圈，以增大承壓面積。
2.螺栓頭和螺母側(cè)應(yīng)分別放置平墊圈，螺栓頭側(cè)放置的平墊圈一般不應(yīng)多于2個，螺母側(cè)放置的平墊圈一般不應(yīng)多于1個。
3.對于設(shè)計(jì)有要求防松動的螺栓、錨固螺栓應(yīng)采用防松動裝置的螺母或彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
4.對于承受動荷載或重要部位的螺栓連接，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放置彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
5.對于工字鋼、槽鋼類型鋼利用斜面連接時應(yīng)使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
螺栓使用位置分類要求
根據(jù)配電線路螺栓使用位置及功能，螺栓可分為：電氣連接類、電氣設(shè)備固定類、鐵附件固定類三種。下面具體說明：
1.電氣連接類 ：
戶外一次接線應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓連接，所用螺栓應(yīng)有平墊圈和彈簧墊圈，螺栓緊固后，螺栓宜露出2～3扣。一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
2.電氣設(shè)備固定類：
變壓器、配電箱底座與鐵附件連接如利用槽鋼斜面螺栓連接固定時，一根螺栓配一個螺母、一個斜墊圈（槽鋼斜面?zhèn)扔茫┖鸵粋€平墊圈（平面2側(cè)用）。利用槽鋼平面螺栓連接固定時，一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
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下面具體說明：
1.電氣連接類 ：
戶外一次接線應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓連接，所用螺栓應(yīng)有平墊圈和彈簧墊圈，螺栓緊固后，螺栓宜露出2～3扣。一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
2.電氣設(shè)備固定類：
變壓器、配電箱底座與鐵附件連接如利用槽鋼斜面螺栓連接固定時，一根螺栓配一個螺母、一個斜墊圈（槽鋼斜面?zhèn)扔茫┖鸵粋€平墊圈（平面2側(cè)用）。利用槽鋼平面螺栓連接固定時，一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。隔離開關(guān)、跌落式熔斷器、避雷器與鐵附件的連接，原則上使用設(shè)備廠家提供的安裝螺栓。
3.鐵附件固定類：
鐵附件連接螺栓孔為圓孔時，一根螺栓配一個螺母、兩個平墊圈，鐵附件連接螺栓孔為長孔時，一根螺栓配一個螺母、兩個方形墊圈，安裝時螺栓頭側(cè)和螺母側(cè)各放置一個平墊圈（方形墊圈）。鐵附件連接采用雙頭螺栓時，螺栓每端各配一個螺母、一個平墊圈（方形墊圈）。對于槽鋼和工字鋼翼緣上傾斜面的螺栓連接，則盡量使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
螺栓的穿向要求
1、對立體結(jié)構(gòu)：
水平方向由內(nèi)向外；垂直方向由下向上。
2、對平面結(jié)構(gòu)：
順線路方向，雙面構(gòu)件由內(nèi)向外，單面構(gòu)件由送電側(cè)穿入或按統(tǒng)一方向；橫線路方向，兩側(cè)由內(nèi)向外，中間由左向右（面向受電側(cè)）或按統(tǒng)一方向；垂直方向，由下向上。
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下面具體說明：
1.電氣連接類 ：
戶外一次接線應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓連接，所用螺栓應(yīng)有平墊圈和彈簧墊圈，螺栓緊固后，螺栓宜露出2～3扣。一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
2.電氣設(shè)備固定類：
變壓器、配電箱底座與鐵附件連接如利用槽鋼斜面螺栓連接固定時，一根螺栓配一個螺母、一個斜墊圈（槽鋼斜面?zhèn)扔茫┖鸵粋€平墊圈（平面2側(cè)用）。利用槽鋼平面螺栓連接固定時，一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。隔離開關(guān)、跌落式熔斷器、避雷器與鐵附件的連接，原則上使用設(shè)備廠家提供的安裝螺栓。
3.鐵附件固定類：
鐵附件連接螺栓孔為圓孔時，一根螺栓配一個螺母、兩個平墊圈，鐵附件連接螺栓孔為長孔時，一根螺栓配一個螺母、兩個方形墊圈，安裝時螺栓頭側(cè)和螺母側(cè)各放置一個平墊圈（方形墊圈）。鐵附件連接采用雙頭螺栓時，螺栓每端各配一個螺母、一個平墊圈（方形墊圈）。對于槽鋼和工字鋼翼緣上傾斜面的螺栓連接，則盡量使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
螺栓的穿向要求
1、對立體結(jié)構(gòu)：
水平方向由內(nèi)向外；垂直方向由下向上。
2、對平面結(jié)構(gòu)：
順線路方向，雙面構(gòu)件由內(nèi)向外，單面構(gòu)件由送電側(cè)穿入或按統(tǒng)一方向；橫線路方向，兩側(cè)由內(nèi)向外，中間由左向右（面向受電側(cè)）或按統(tǒng)一方向；垂直方向，由下向上。
展開 ABAQUS中螺栓螺孔（螺母）的螺紋接觸分析 （step by step教程） ￥12
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</div><p><br></p><p>意思就是說：當(dāng)選擇螺栓表面為主表面時，如果螺栓處于受拉狀態(tài)，矢量應(yīng)指向從螺栓尖端到螺栓頭部的點(diǎn)；如果螺栓處于受壓狀態(tài)，矢量應(yīng)指向從螺栓頭部到螺栓尖端。</p><ul><li><strong>這里重點(diǎn)是如何理解螺栓的頭部和尖端</strong></li><li>通過模型，直觀可以看出螺栓頭部尾部，但是分析軟件是不會自動識別的，需要通過接觸對的選擇進(jìn)行判斷，<strong>螺栓的尖端具體說明</strong>見附件教程。
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螺栓連接基本要求
普通螺栓作為永久性連接螺栓時應(yīng)符合下列要求：
1.對一般的螺栓連接，螺栓頭和螺母下面應(yīng)放置平墊圈，以增大承壓面積。
2.螺栓頭和螺母側(cè)應(yīng)分別放置平墊圈，螺栓頭側(cè)放置的平墊圈一般不應(yīng)多于 2個，螺母側(cè)放置的平墊圈一般不應(yīng)多于 1個。
3.對于設(shè)計(jì)有要求防松動的螺栓、錨固螺栓應(yīng)采用防松動裝置的螺母或彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
4.對于承受動荷載或重要部位的螺栓連接，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放置彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
5.對于工字鋼、槽鋼類型鋼利用斜面連接時應(yīng)使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
螺栓使用位置分類要求
根據(jù)配電線路螺栓使用位置及功能，螺栓可分為：電氣連接類、電氣設(shè)備固定類、鐵附件固定類三種。下面具體說明：
1.電氣連接類 ：戶外一次接線應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓連接，所用螺栓應(yīng)有平墊圈和彈簧墊圈，螺栓緊固后，螺栓宜露出 2～3扣。一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
2.電氣設(shè)備固定類：變壓器、配電箱底座與鐵附件連接如利用槽鋼斜面螺栓連接固定時，一根螺栓配一個螺母、一個斜墊圈（槽鋼斜面?zhèn)扔茫┖鸵粋€平墊圈（平面2側(cè)用）。利用槽鋼平面螺栓連接固定時，一根螺栓配兩個平墊圈、一個彈簧墊圈、一個螺母。安裝時螺栓頭側(cè)放置一個平墊圈，螺母側(cè)放置一個平墊圈和一個彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。隔離開關(guān)、跌落式熔斷器、避雷器與鐵附件的連接，原則上使用設(shè)備廠家提供的安裝螺栓。
展開 表面處理技術(shù)分享（第二講：不同的鹽霧模擬測試與使用壽命的對應(yīng)關(guān)系）
</p><p><strong>二、四類鹽霧試驗(yàn)的腐蝕強(qiáng)度對比</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202604/1e333e958a2ac2286b4bc0ac54da5d20.png"> </p><p>根據(jù)溶液成分和測試條件，鹽霧測試主要分為四大類型，形成腐蝕強(qiáng)度的梯度體系：</p><p>NSS試驗(yàn)作為最基礎(chǔ)的應(yīng)用最廣的方法，已成為ISO 9227、ASTM B117、GB/T 10125等國際標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)測試，而CASS試驗(yàn)因加入氯化銅并在50℃下運(yùn)行，成為嚴(yán)酷環(huán)境用件的“試金石”。</p><p><strong>三、24小時鹽霧等效于多少年？</strong></p><p> “鹽霧測試24小時相當(dāng)于實(shí)際使用多少年？”--這是工程師最常問卻最難精準(zhǔn)回答的問題。事實(shí)上，沒有通用換算公式，但可通過加速因子（Acceleration Factor, AF）科學(xué)估算：</p><p>中性鹽霧（NSS）：24小時 ≈ 自然環(huán)境1年。</p><p>醋酸鹽霧（AASS）：24小時 ≈ 自然環(huán)境3年。</p><p>銅加速醋酸鹽霧（CASS）：24小時 ≈ 自然環(huán)境8年。</p><p> 當(dāng)然，這些數(shù)據(jù)僅為經(jīng)驗(yàn)參考值。實(shí)際換算需考慮三重關(guān)鍵變量：</p><p>?材料特性：比如304不銹鋼的耐蝕性遠(yuǎn)超普通碳鋼。</p><p>?表面處理工藝：比如三價鉻鈍化層會使防護(hù)性能提升5-8倍。</p><p>?使用環(huán)境：濱海地區(qū)的鹽分濃度可達(dá)內(nèi)陸的50倍。</p><p> 某船舶設(shè)備企業(yè)通過對比測試發(fā)現(xiàn)：在青島港使用的部件，NSS測試1000小時相當(dāng)于現(xiàn)場使用3年；而在三亞港因高溫高濕，同樣測試僅相當(dāng)于1.8年。
展開 表面處理技術(shù)分享（第八講：一種更科學(xué)的協(xié)同測試評估方法（對比鹽霧和UV測試））
4、表面處理工藝影響
陽極氧化處理形成的Al?O?膜可抵御腐蝕介質(zhì)，5083鋁合金涂層能阻止Cl?滲入。
噴涂工藝中，氟碳涂層性能最穩(wěn)定，環(huán)氧聚硅氧烷耐干濕循環(huán)性好，丙烯酸聚氨酯保色性最差。
電鍍層完整性至關(guān)重要，微小缺陷易引發(fā)電偶腐蝕。
“陽極氧化+氣相沉積”復(fù)合技術(shù)形成多層防護(hù)，綜合性能最優(yōu)。
三、綜合評價模型與方法創(chuàng)新
1、貼近真實(shí)環(huán)境的復(fù)合測試--CCWC試驗(yàn)
循環(huán)鹽霧腐蝕和紫外光加速老化綜合試驗(yàn)（CCWC）由美國宣威公司開發(fā)，又稱“Skerry循環(huán)試驗(yàn)”。
流程為：首周8小時UVA-340照射（60℃）+4小時冷凝（50℃），次周1小時鹽霧噴淋+1小時干燥（35℃），重復(fù)循環(huán)。
SSPC五年測試驗(yàn)證，其與戶外海洋暴露結(jié)果相關(guān)系數(shù)達(dá)0.70，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鹽霧測試的-0.11，在光澤腐蝕率和形態(tài)上更貼近實(shí)際。
2、整合多因素不確定性的模糊綜合評價
基于層次分析法（AHP）與模糊綜合評價的三級指標(biāo)體系，可整合14項(xiàng)定量與12項(xiàng)定性指標(biāo)。
3、加權(quán)評分與數(shù)學(xué)模型
加權(quán)綜合評分法需按場景設(shè)定指標(biāo)權(quán)重，沿海燈具側(cè)重鹽霧指標(biāo)，高原燈具側(cè)重UV指標(biāo)。時間加速系數(shù)（k=t?/t?）、老化動力學(xué)（s=s?×e^(-ω×θ×t)）及加速倍數(shù)（AF=T?/T?）模型，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室與自然老化結(jié)果的等效轉(zhuǎn)換，為評價提供數(shù)學(xué)支撐。
4、國內(nèi)綜合測試新基準(zhǔn)
最新發(fā)布的GB/T 2423.65-2024標(biāo)準(zhǔn)，將鹽霧、溫度、濕度、太陽輻射動態(tài)耦合，模擬復(fù)雜自然環(huán)境。
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螺栓連接結(jié)構(gòu)的處理方式
螺栓連接是機(jī)械零部件間最常用的連接方式之一，而且在一些領(lǐng)域，裝配式越來越熱。螺栓連接在有限元結(jié)構(gòu)分析是該如何處理呢？
其實(shí)關(guān)于這個問題，大家能在很多渠道找到各種不同軟件的不少處理方式：
采用剛性單元連接對應(yīng)的兩螺栓孔；
采用梁單元連接對應(yīng)的兩螺栓孔；
兩零件接觸面間定義摩擦接觸，對簡單螺栓模型上先施加預(yù)緊力，鎖定后再施加外載；
有的軟件還具備得用簡單螺栓模型，結(jié)合螺紋參數(shù)，得到更好獲得的螺牙處的應(yīng)力分布；
也有建立詳細(xì)螺牙細(xì)節(jié)模型，考慮墊片（單元及材料屬性）納入整體分析計(jì)算的。
在汽車碰撞領(lǐng)域，還有專門對鈑金件上的螺栓孔關(guān)于網(wǎng)格劃分處理的規(guī)范要求。
。。。。。。
那么關(guān)于這些處理方式，到底哪個是對的呢？
其實(shí)，在我看來，這個問題沒有答案。或者說，處理方式?jīng)]有對錯之分，只有選用的是不是合適的差別。
做任何一項(xiàng)分析，首先也是最重要的事項(xiàng)，應(yīng)該是：明確分析目的。這個是要跟團(tuán)隊(duì)中的設(shè)計(jì)工程師或是需求方仔細(xì)溝通明確的，不然可能會導(dǎo)致后續(xù)工作的反復(fù)，或是影響分析的價值。
明確分析需求，制定相應(yīng)的分析方案。而在面對結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)處理時，就需要根據(jù)自己的分析目的來選擇性處理。宗旨相當(dāng)是，細(xì)節(jié)處理的方式不影響到你想到的目標(biāo)結(jié)果，并盡可能以最少的計(jì)算資源來處理，以提高工作效率。
這可能說的有些寬泛了，稍微具體的來說。在我的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)中，大型設(shè)備內(nèi)部的螺栓連接是比較多的。通常我會根據(jù)分析目標(biāo)，結(jié)合分析方案，將這些螺栓、螺釘連接分成幾個類型：
1.螺栓連接處不是分析的重點(diǎn)，只是在分析模型中需要實(shí)現(xiàn)載荷在不同零件的傳遞。
對于這種情況，通常我會直接將螺栓組去除，只是在連接面的相關(guān)區(qū)域建立 綁定接觸。
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