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GB／T 34329-2017 纤维增强塑料压力容器通用要求

6.1.3压力容器的安全系数确定应考虑以下因素： a）需要考虑载荷条件、成型工艺、使用环境、温度、预期使用年限、材料离散性等； b）采用应变控制设计时，许用应变不大于0.1%； c）长期载荷安全系数不小于10，短期载荷安全系数不小于5.0，外压安全系数不小于5.0。 6.1.4当设计温度不高于65℃时，材料力学性能值可取常温性能值；当设计温度超过65℃时，取设计 温度下的试验值，或在常温性能值的基础上做相应折减。 6.1.5压力容器器壁由内衬层、结构层和外保护层组成。热固性树脂内衬层厚度应不小于2.5mm，热 塑性塑料内衬层厚度应不小于2.0mm；结构层厚度应不小于6.0mm；外保护层厚度应不小于0.5mm。 6.1.6进行强度、刚度计算时应考虑纤维增强材料的铺层设计。 6.1.7按内压载荷计算时，计算厚度为结构层厚度；按外压载荷计算时，计算厚度为总壁厚 6.1.8在设计计算压力容器壁厚时，材料的力学性能参数可采用同工艺、同铺层的层合板力学性能进 行设计计算。层合板力学性能数据可通过以下方式获取： a 采用相同工艺、相同铺层层合板试样的测试值； b 检测单层板数值，采用层合板理论进行计算。 6.1.9压力容器的设计文件中应明确规定以下内容： a 部件的成型工艺及各层的厚度； b） 粘接缝的型式、各层的厚度及成型工艺； C） 主要的工艺参数； 过程质量控制项目、质量指标及检验方法； 制造过程对环境、设施的特殊要求

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f 质量控制项目、质量指标及检验方法。 6.1.10 设计图纸中应注明压力容器适用的腐蚀性介质的种类及其浓度范围、温度范围、压力等。 6.1.11月 压力容器的设计或制造单位应当有可靠的方法确定原材料或压力容器成型后的材质在腐蚀性 工况下使用的可靠性。必要时QB/T 4853-2015 葡萄酒中水的稳定氧同位素比值（18O16O）测定方法 同位素平衡交换法，应进行试验验证。 6.1.12粘接材料的性能不低于本体材料。 6.1.13内衬层与结构层宜选用同类型树脂。 6.1.14 热塑性塑料内衬与结构层的界面剪切强度不小于5.0MPa

计时应当考虑但不限于以下载荷： 内压、外压或者最大压差； b） 液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计； C 压力容器的自重（包括内件和填料等）及正常工作条件下或者耐压试验状态下内装介质的重力 载荷； d 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； e） 风载荷、地震载荷、雪载荷； f 支座、底座圈、吊耳及其他型式支撑件的反作用力； g 连接管道和其他部件的作用力； h） 温度梯度或者热膨胀量不同引起的作用力； ） 冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等； J 运输或吊装时的作用力； k 用户指定的其他荷载

计时应当考虑但不限于以下载荷： 内压、外压或者最大压差； 液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计； 压力容器的自重（包括内件和填料等）及正常工作条件下或者耐压试验状态下内装介质的重力 载荷； d 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； e） 风载荷、地震载荷、雪载荷； 支座、底座圈、吊耳及其他型式支撑件的反作用力； 连接管道和其他部件的作用力； h） 温度梯度或者热膨胀量不同引起的作用力； 1） 冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等； 运输或吊装时的作用力； k 用户指定的其他荷载

设计部位的内衬层厚度，单位为毫米（mm）； 设计部位的结构层厚度，单位为毫米（mm）； o 设计部位的外保护层厚度，单位为毫米（mm）： 力 设计压力，单位为兆帕（MPa）； P 内压，单位为兆帕（MPa）； P 设计外压，单位为兆帕（MPa)； 力 许用外压，单位为兆帕（MPa）； D 内径，单位为毫米（mm）； D。 外径，单位为毫米（mm）； R 内半径，单位为毫米（mm）； R。 外半径，单位为毫米（mm）； E， 设计温度下的拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）； E 设计温度下的弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）； Eh 设计温度下的环向拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）； E 设计温度下的轴向拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）； E 设计温度下的环向弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）：

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设计温度下的轴向弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）； Ehc 设计温度下的环向压缩弹性模量，单位为兆帕（MPa）； E 设计温度下的轴向压缩弹性模量，单位为兆帕（MPa）； Uah 轴环向泊松比； 环轴向泊松比

6.3.2简体壁厚计算

6.3.2.1内压圆筒

依据环向应变，按公式（1)计算壁厚；依据轴向应变，按公式（2)计算壁厚。筒体的设计厚度应不小 于公式（1)、公式（2)的计算值：

式中： t:依据环向应变计算的筒体壁厚，单位为毫米（mm)； 依据轴向应变计算的筒体壁厚，单位为毫米（mm）。

6.3.2.2外压圆筒

PD 2(0.001Eh) +ti+t。 pD +t; +to 4(0.001E.) · 2

在两刚性环间，筒体许用外压按公式（3)计算，应保证计算的许用外压不小于设计外压： KD0.8531YE4E1/475

式中： F 外压稳定安全系数，F=5； KD 形状系数，KD=0.84； T 筒体的设计壁厚或预设壁厚，单位为毫米（mm）； 折减系数，当Z,≤100时，=1一0.001Z，；当Z,>100时，=0.9；Z,按公式（4)计算：

筒体的计算长度，单位为毫米（mm）。筒体计算长度按下列类型的最大值选取： a 当筒体上无加强圈时，取筒体长度加每个凸形封头曲面高度的1/3，见图2中L； ） 当筒体上有加强圈时，取筒体第一个加强圈中心线与凸形封头对接缝间的距离加凸形封头曲 面高度的1/3，见图3a）中L：； 当筒体上有加强圈时，取相邻两个加强圈中心线之间的最大距离，见图3b)中L，； d) 对无加强圈的锥形封头，取筒体与锥形封头连接拐角处至锥形顶端的间距； e） 有加强圈的锥形封头，取筒体与锥形封头连接拐角处至相邻刚性环中心线间的间距与两加强 圈中心线间间距的较大值进行计算

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6.3.2.2.2外压圆简加强圈设计

1一一加强圈与壳体组合段保持稳定性所需的惯性矩，单位为毫米四次方（mm）； L，一一从加强圈中心线到相邻两侧加强圈中心线距离之和的一半，单位为毫米（mm） 加强圈中性轴直径；计算时，可以筒体外径D。代替D，单位为毫米（mm）。

6.3.3封头厚度计算

6.3.3.1.1内压球形封头

内压球形封头厚度按公式（6)计算：

内压球形封头计算壁厚，单位为毫米（mm）； 球面内半径，单位为毫米（mm）。 内压球形封头设计壁厚应不小于公式（6)的计算值

6.3.3.1.2外压球形封头稳定性校核

式中： E 取E及E的较小值； Ef 子午线方向的弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa)； Ehf 环向弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa）； R。 球面外半径，单位为毫米（mm）； t 球形封头的设计壁厚或预设壁厚，单位为毫米（mm）； Ua 子午线方向泊松比； Uh 环向泊松比。

6.3.3.2椭圆形封头

2.1受内压的椭圆形封

npk +t + t 2(0.001E,)

nR 2(0.001E,) +t; +t。 "=[2+()]

式中： t 内压椭圆形封头计算壁厚，单位为毫米（mm）； R 椭圆形封头顶部球面内曲率半径，单位为毫米（mm）； m 椭圆形封头的形状系数，按公式（9)计算； h 椭圆形封头的高度，单位为毫米（mm）。

6.3.3.2.2受外压的椭圆形封头稳定性校核

式中： F 外压稳定安全系数，F=5； t 椭圆形封头的设计壁厚或预设壁厚，单位为毫米（mm） R。 椭圆形封头顶部球面部分的外半径，单位为毫米（mm） K. 椭圆形封头形状系数，取决于长短轴比，其取值见表1。

式中： F 外压稳定安全系数，F=5； 椭圆形封头的设计壁厚或预设壁厚，单位为毫米（mm）； 椭圆形封头顶部球面部分的外半径，单位为毫米（mm）； K。 椭圆形封头形状系数，取决于长短轴比，其取值见表1。

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头许用外压按公式（10）计算，许用外压不小于设

表1椭圆形封头形状系

6.3.3.3碟形封头

3.3.1受内压碟形封头

碟形封头由以R半径的球面部分（R三1.OD）、曲面h的圆筒简部分和半径r的过渡区三部分组成。 其中r≥0.1D，且不小于碟形封头壁厚的3倍。 受内压碟形封头厚度应按公式（11）计算，设计壁厚应不小于公式（11）的计算值

内压碟形封头计算壁厚，单位为毫米（mm）； h 碟形封头的形状系数，按公式（12)计算，其取值见表2； R 碟形封头球面部分内半径，单位为毫米（mm）； 碟形封头过渡区半径，单位为毫米（mm）。

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表2碟形封头形状系数m值

6.3.3.3.2受外压碟形封头稳定性校核

外压椭圆形封头强度校核的计算公式同样适用于碟形封头：其中符号R。为碟形封头顶部球面部分 的外半径，其他符号意义与椭圆形封头相同。 当凸形封头折边段为加强段时，加强部分应扩大至封头球形部分，球形部分加强段宽度至少为 2/DL，（L为碟形封头的设计壁厚），再逐渐减薄

6.3.3.4锥形封头

6.3.3.4.1受内压锥形封头（半锥角α≤60）

锥形封头见图4.最小壁厚按公式（13）计算：

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T 锥形封头的最小壁厚，单位为毫米（mm）； D。 带折边段的锥形壳体拐角处的内径，按公式（14)计算，单位为毫米（mm） 厂 折边段圆滑过渡内曲率半径，r≥0.06D及r≥3tk，单位为毫米（mm）； 锥形封头半顶角角度，单位为度（）

D 简体内径； D 带折边段的锥形封头拐角处的内径； D， 锥形封头加强圈中较大加强圈的外径； tk 受外压锥形封头折边段的厚度； L 受外压锥形封头折边段补强宽度； L 锥形封头两加强圈之间的边长； t。 锥形封头壁厚； L 锥形封头上，某一加强圈至两边相邻加强圈或刚性环距离一半本 厂 折边段圆滑过渡内曲率半径； C 锥形封头半顶角角度（）

悦明： D 简体内径； D 带折边段的锥形封头拐角处的内径； D, 锥形封头加强圈中较大加强圈的外径； L 受外压锥形封头折边段的厚度； L 受外压锥形封头折边段补强宽度； L 形封头两加强圈之间的边长； t。 锥形封头壁厚； L. 锥形封头上，某一加强圈至两边相邻加强圈或刚性环距离一半之和； 折边段圆滑过渡内曲率半径； 锥形封头半顶角角度（）

锥形封头大端折边段所需的壁厚按公式（15)计算

0.5mpR。 0.001E. +t: +t。

k 锥形封头大端折边段最小壁厚，单位为毫米（mm）； 形状系数，m=0.25[3+（R。/r）0.5]; R。—带折边段的锥形封头拐角处的内半径，R。=D。/（2cosα），单位为毫米（mm） 如果锥形封头与筒体连接折边段部位需补强，补强层边缘厚度应逐渐过渡，其最小宽度按公式（16）

锥形封头大端折边段最小壁厚，单位为毫米（mm）； 形状系数，m=0.25[3+（R。/r）0.5］; R。一带折边段的锥形封头拐角处的内半径，R。=D。/（2cosα），单位为毫米（mm）。 如果锥形封头与筒体连接折边段部位需补强，补强层边缘厚度应逐渐过渡，其最小宽度按公式（

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一折边部位封头与筒体补强宽度，单位为毫米（

6.3.3.4.2外压锥形封头稳定性校核（半锥角α≤60°

D 锥形封头加强圈中较大加强圈的外径，单位为毫米（mm）； L 锥形封头两加强图之间的边长，单位为毫米（mm）； E. 锥形封头的合成模量，按公式（18）计算，单位为兆帕（MPa）； 半锥角，单位为度（）； K。 形状系数，按公式（19）计算。 受外压锥形封头折边段的厚度按公式（20)计算：

受外压锥形封头折边段的厚度，单位为毫来（mm）； 受外压锥形封头折边段的环向弯曲强度，单位为兆帕（MPa） 加强圈最小惯性矩按公式（21）计算

0.5mP.R f k +ti+to GM/F

Eh 加强圈材料拉伸弹性模量，单位为兆帕（MPa）； F 外压稳定安全系数，F=5； L 锥形封头上，某一加强圈至两边相邻加强圈或刚性环距离一半之和，单位为毫米（mm）。

6.3.4组合载荷作用下强度校核

用下的轴 向拉伸强度；外压容器壁厚除满足外压屈曲稳定性要求外，还需要校核附加载荷组合作用下的压缩强 度。风载、雪载的计算见GB50009：需进行检修作业时.应考虑1.5kN/m的维修载荷

6.3.5对接糊制对接

6.3.5.1结构型式

6.3.5.1结构型式

筒体与封头、筒体与筒体对接部位结构型式及尺寸见图5

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6.3.5.2对接粘接层的厚度

简体与封头、简体与筒体对接部位结构型式及尺

压力容器对接粘接层的厚度应不小于公式（22)的计算值： pa(R+t) tt +t; +t。 ..·.···(22) 0.001Eht 式中： (， 对接粘接层厚度，单位为毫米（mm）； Pd 设计内压与液体静压力之和，单位为兆帕（MPa）

L。对接缝一边的宽度，单位为毫米（mm）：

L。对接缝一边的宽度，单位为毫米（mm）：

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F一安全系数，F=10; S.粘接缝的层间剪切强度，单位为兆帕（MPa),其最大取值应不超过7.0MPa

3.5.4对接内外粘接层

对接粘接部位内粘接铺层宽度应不小于75mm；外侧粘接铺层总宽度不得低于2L。；对接粘接铺层 的边缘应逐层减薄，减薄区域的宽度不小于4t，

6.3.5.5减薄区域宽度

对接粘接铺层的边缘应逐层减薄，减薄区域的宽度不小于4t，

6.3.6接管粘接及补强

接管粘接及开孔补强的结构型式见图6。采用规则设计法设计的压力容器，应选用圆形接管，压力 容器开孔投影长轴和短轴之比不超过2，且应符合以下要求： a）压力容器直径小于或等于1200mm时，开口直径不超过容器直径的50%； b）压力容器直径大于1200mm时，开口直径不超过600mm

6.3.6.2接管及开孔补强

6.3.6.2.1接管部位补强层厚度

图6接管粘接及开孔补强结构型式

接管部位的补强应能满足接管的内压要求，补强层厚度按公式（24)计算 14

式中： tb接管部位补强层厚度，单位为毫米（mm）；

6.3.6.2.2接管部位补强层宽度

补强层宽度按公式（25）计算，取75mm和计算值

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2(0.001E,) +t; to

Lb=4(S/F) pd

氏 Lb接管部位补强层宽度，单位为毫米（mm）； F—安全系数，F=10; S.补强层与接管间的层间剪切强度，单位为兆帕(MPa),最大剪切强度取值应不超过7.0MPa

6.3.6.3筒简体开孔补强圈

6.3.6.3.1筒体开孔补强圈的厚度

同体本上按管开扎补独圈的厚度，应能间时两 足压力容器内压和附加弯曲载荷的要求。满足压力 内压要求时，补强圈厚度按公式（26）计算；满足接管附加弯曲载荷要求时，补强圈厚度按公式（27） 补强圈设计厚度（t.）取公式（26）和公式（27)计算值中的较大者：

tpl 满足内压要求时的补强圈计算厚度，单位为毫米（mm）； tp2 满足弯曲载荷要求时的补强圈计算厚度，单位为毫米（mm）； M 施加于补强圈的弯曲载荷，按公式（28)计算，单位为牛顿（N）； S 补强圈的许用应力，取0.001E：，单位为兆帕（MPa）； Smax 开孔处的最大应力，按公式（29）计算，单位为兆帕（MPa）； S2 压力容器壳体的环向许用应力，取0.001E，，单位为兆帕（MPa） 压力容器开孔部位的壁厚，单位为毫米（mm）； K， 施加弯矩后的应力集中系数，根据风险系数β值查表3得出； 风险系数.按公式（30）计算

26 (27 ·.（28) ·(29 30

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表3风险系数（B）与应力集中系数（K）关系表

6.3.6.3.2简体开孔补强圈的宽度

车续完整的360°环形结构。补强圈的宽度按公式

元pLm 4(S./F)

Lp 开孔补强圈的宽度，单位为毫米（mm）；

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安全系数，F=10； S。一补强圈与筒体间的层间剪切强度，单位为兆帕（MPa），最大剪切强度取值应不超过7.0MPa。 当接管内径不大于150mm时，L，应不小于Lm；当接管内径大于150mm，小于或等于300mm 时，L，取50mm或Lm/2中的较大者；当接管内径大于300mm时，L，应不小于Lm/2。补强圈边缘厚 度应圆滑过渡，逐层减薄，过渡区域宽度不应小于补强圈厚度的6倍

6.3.7.1法兰结构型式、尺寸及符号

说明： D。 法兰外径，单位为毫米（mm）； Df 法兰内径，单位为毫米（mm）； D 螺栓孔中心圆直径，单位为毫米（mm）； D 反作用于轴向力的垫片直径，单位为毫米（mm）； 80 法兰接管壁厚，单位为毫米（mm）： t 法兰厚度，单位为毫米（mm）； 1 接管法兰增强部分的高度，h≥4t，单位为毫米（mm）； g1 接管法兰拐角增强厚度，g1≥t:/2，单位为毫米（mm)； S 法兰螺栓孔中心到法兰拐角加厚处的距离，单位为毫米（mm）； W. 平均螺栓载荷，单位为牛顿（N)； HG 预紧状态下需要的最小垫片压紧力，单位为牛顿(N)； HD 流体静压力作用在法兰内径截面上的轴向力，单位为牛顿（N)； HT 流体静压总轴向力与作用于法兰内径截面上的轴向力之差，单位为牛顿(N)； hD 螺栓孔中心到轴向力Hp之间的距离，H力臂，单位为毫米（mm)； hT 螺栓孔中心到轴向力H之间的距离，H力臂，单位为毫米（mm）； hG 螺栓孔中心到轴向力Hc之间的距离，Hc力臂，单位为毫米（mm)； h 螺栓孔中心到垫片反作用力之间的距离，单位为毫米（mm）； HGy 将垫片压缩至密封状态需要的压缩载荷，单位为牛顿（N)。

图7全平面垫片密封平面法兰结构型式、尺寸及

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5.3.7.2玻璃钢法兰厚度计算

6.3.7.2.1设计准备

确定设计的条件、材料的性能参数、采用的法兰、垫片、螺栓等

6.3.7.2.2垫片力臂的计算

公式（32）和公式（33）计

式中： 法兰外径，单位为毫米（mm）； D 法兰内径，单位为毫米（mm）； Dk 螺栓孔中心圆直径，单位为毫米（mm）； hG 螺栓孔中心到轴向力Hc之间的距离，Hc力臂，单位为毫米（mm）； h 螺栓孔中心到垫片反作用力之间的距离，单位为毫米（mm）

D. 法兰外径，单位为毫米（mm）； D 法兰内径，单位为毫米（mm）； Dk 螺栓孔中心圆直径，单位为毫米（mm）； 螺栓孔中心到轴向力HG之间的距离，Hc力臂，单位为毫米（mm）； h 螺栓孔中心到垫片反作用力之间的距离，单位为毫米（mm）

6.3.7.2.3垫片尺寸计算

垫片尺寸按公式（34)和公式（35）计算

式中： D。反作用于轴向力的垫片直径，单位为毫米（mm）；

6.3.7.2.4垫片载荷计算

垫片载荷按公式（36）～公式（42)计算

流体静压总轴向力，单位为牛顿(N)

流体静压总轴向力，单位为牛顿(N)：

H="pD? H,=2b元Dgmp H=( Wm=H,+H+H Hcy =bDy H'cy= hc HGy h'G Wm² = Hcy + H'c

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Hp 垫片面接触压紧力，单位为牛顿（N)； H 满垫片面接触预紧压缩力，单位为牛顿（N）； m 垫片系数。用于液体，操作状态下橡胶垫片的垫片系数（m=0.5）； Wml 设计条件下最小的螺栓载荷，单位为牛顿（N)； Wm2 紧固状态下最小的螺栓载荷，单位为牛顿（N）； y 垫片密封荷载，对于橡胶垫片，单位为兆帕（MPa），可取y=0.35MPa HGy 压缩垫片需要的最小螺栓载荷，单位为牛顿（N)； H 将垫片压缩至密封状态需要的压缩载荷，单位为牛顿（N)。

6.3.7.2.5螺栓截面积计算

螺栓截面积按公式（43)～公式（45)计算： A; =Wm1/Sb A2=Wm2/S. W,=0.5(Am+A)S

A2=Wm2/S. W,=0.5(Am+A=)S. 式中： Sb 设计温度下螺栓的许用应力，单位为兆帕（MPa）； S. 环境温度下螺栓的许用应力，单位为兆帕（MPa）； W. 螺栓载荷，单位为牛顿（N)； Am 要求的螺栓总断面面积，取A1、A较大者，单位为平方毫米（mm²）； AB 螺栓提供有效受力的最小断面面积，单位为平方毫米（mm²）。

Sb 设计温度下螺栓的许用应力，单位为兆帕（MPa）； S. 环境温度下螺栓的许用应力，单位为兆帕（MPa）； W， 螺栓载荷，单位为牛顿（N)； Am 要求的螺栓总断面面积，取A1、A，较大者，单位为平方毫米（mm²）； AB 螺栓提供有效受力的最小断面面积，单位为平方毫米（mm）

6.3.7.2.6法兰载荷、力臂、弯矩计算

法兰载荷、力臂、弯矩按公式（46）～公式（53)计算

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一法兰螺栓孔中心到法兰拐角加厚处的距离，单位为毫米（mm）。

GB/T 17526-2008 漆蜡6.3.7.2.7垫片密封状态下法兰力矩计算

密封状态下法兰力矩按公式（54）～公式（56)计

式中： HG 预紧状态下需要的最小垫片压紧力，单位为牛顿（N)： h 螺栓孔中心到垫片反作用力之间的距离，单位为毫米（mm）； hG Hc力臂，螺栓孔中心到轴向力Hc之间的距离，单位为毫米（mm） h 法兰杠杆臂单位为毫米（mm）

6.3.7.2.8法兰应力计算

YC/T 566-2018 再造烟叶厂设计规范螺栓孔中心圆径向应力按公式（57)计算：

6Mc <(0.001E)