EN 14399-5 钢结构高强度预紧螺栓组件·平垫圈核心解读

EN 14399-5 是配套的垫圈标准。它跟-6（倒角平垫圈）两者区别在于-5的垫圈没有倒角，而-6的有倒角。这个区别看似微小，但实际选用时得看具体系统和连接要求。

1. 范围 (Scope)

适用对象：淬火加回火的平垫圈，配套用于大系列六角高强度结构螺栓和螺母，螺纹规格M12到M36。

使用位置：按照本标准生产的垫圈只能放在螺母下面。这个限制跟HR系统（-3）的要求一致。也就是说，垫圈不放在螺栓头下面。这个规定的底层逻辑是：HR系统的延性主要靠螺栓伸长来实现，螺栓头侧直接接触连接板，受力路径更直接、更可预测。

不适用场景：这些垫圈不能直接用于超大孔或槽孔上。因为垫圈的尺寸是按标准圆孔设计的，用在超大孔或槽孔上时，支承面积不够，压应力会过大。

配套标准：标准注释里特别指出，要获得满意效果，必须正确使用垫圈，具体应用建议参照EN1090-2。

2. 规范性引用文件 (Normative References)

EN 14399 系列内部文件：-1（总要求）、-2（预紧适用性）、-3和-4（HR和HV系统的螺栓螺母组合）。

尺寸公差标准：EN ISO 4759-3规定了垫圈的公差等级（A级、C级、F级）。

表面处理标准：EN ISO 10684规定了热浸镀锌涂层的要求。

验收检验标准：EN ISO 3269规定了紧固件的验收检验规则。

3. 尺寸 (Dimensions)：每个规格的具体数值

螺纹规格	内径d1最小值(mm)	外径d2最大值(mm)	厚度h标称值(mm)	厚度h最小值(mm)	厚度h最大值(mm)
M12	13	24	3	2.7	3.3
M14	15	28	3	2.7	3.3
M16	17	30	4	3.7	4.3
M18	19	34	4	3.7	4.3
M20	21	37	4	3.7	4.3
M22	23	39	4	3.7	4.3
M24	25	44	4	3.7	4.3
M27	28	50	5	4.4	5.6
M30	31	56	5	4.4	5.6
M36	37	66	6	5.4	6.6

内径的最大值也有规定，比如M12的内径最大是13.27mm，M36的是37.62mm。这说明垫圈内径与螺栓杆之间留有一定的间隙，但间隙不能太大，否则垫圈容易偏心。

镀层后的尺寸：如果垫圈做了镀层处理，上述尺寸是镀前尺寸，镀后尺寸会有所增加。实际验收时需要按镀后实测值来判断。

4. 技术要求和引用标准 (Specifications and reference standards)

材料：垫圈必须用钢制造，并且经过淬火加回火处理（hardened and tempered）。这个热处理工艺保证了垫圈在高预紧力下不会发生塑性变形或压溃。

硬度：这是垫圈最关键的性能指标。垫圈的硬度范围是 \(300\mathrm{HV}\) 到 \(370\mathrm{HV}\)。这个硬度范围的设定是有讲究的：太软了垫圈会被压扁，预紧力保持不住；太硬了垫圈容易脆裂，而且可能损伤螺栓头或螺母的支承面。

表面处理：垫圈可以按以下状态供货：

• 无镀层（“as processed”，即加工态）
• 热浸镀锌，按EN ISO 10684执行
• 买方和制造商协商的其他镀层

禁止的镀层：铜镀层被明确禁止。原因是铜镀层可能导致氢脆，高强度螺栓连接副对氢脆非常敏感，一旦发生氢脆断裂，后果是灾难性的。

表面缺陷：垫圈表面不允许有影响使用的裂纹、折叠等缺陷。

5. 标识 (Designation)

一套完整的标识需要包含：

• 标准编号：EN 14399-5
• 垫圈类型：平垫圈
• 规格：M12到M36
• 系统兼容性：HR或HV
• 表面处理状态（如果有）

6. 标记 (Marking)

强制标记：

• 制造商标识：每个垫圈上必须有制造商的识别标记
• 字母“H”：表示这是经过淬火加回火处理的（Hardened）

可选标记：

• “HR”或“HV”：如果制造商想标明垫圈适用于哪个系统，可以打上这两个标记之一

特殊标记：

• “HD”：这是给HRD螺母配套的大外径垫圈用的标记。2015版新增了一个规定：如果客户和制造商协商同意，可以为EN 14399-10的HRD螺母提供外径更大的垫圈，这种垫圈标记为“HD”。

标记位置：标记应该打在垫圈的一个支承面上，采用压印方式（indented），保证可追溯性。

7. 2015版相对于2005版的主要变化

1. 新增 Table 1：增加了连接副组成及各零部件标记的汇总表，把HR、HV、HRC几个系统的螺栓、螺母、垫圈的标记方式列在一起，方便对照。
2. 新增“HD”标记规定：为EN 14399-10的HRD螺母配套的大外径垫圈增加了“HD”标记。
3. 标记规定修订：对垫圈标记的要求做了调整和完善。

8. 与EN 14399-6的区别

这两个标准都是管垫圈的，但有一个关键区别：

• EN 14399-5：平垫圈，无倒角
• EN 14399-6：倒角平垫圈，有倒角

倒角的作用是：当垫圈放在螺母下面时，倒角可以容纳螺母支承面与垫圈之间的微小角度偏差，减少应力集中。具体选-5还是-6，取决于设计要求和系统类型。HR系统通常用-6的倒角垫圈，而-5则用于特定场合。