當(dāng)管道輸送介質(zhì)或管道所處環(huán)境有溫度變化時(shí)，管道由溫度引起的熱脹冷縮是不可避免的，如果不采取一定的方式補(bǔ)償該尺寸變化，將會(huì)在管壁內(nèi)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，通過(guò)管道傳至固定管架或設(shè)備，當(dāng)溫差過(guò)某一范圍時(shí)，溫差應(yīng)力大于管子可承受的應(yīng)力范圍，這時(shí)就必須考慮管路的補(bǔ)償問題。

在管系補(bǔ)償設(shè)計(jì)中，最為經(jīng)濟(jì)的是自然補(bǔ)償，自然補(bǔ)償是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性來(lái)補(bǔ)償熱位移，顯然自然補(bǔ)償?shù)哪芰κ怯邢薜模?dāng)自然補(bǔ)償不能要求時(shí)，通常應(yīng)考慮設(shè)置波紋管膨脹節(jié)。

管系所受載荷主要是外力載荷（管道及流動(dòng)介質(zhì)自重，內(nèi)壓，風(fēng)載，地震荷載等〕和位移載荷，設(shè)置管架的目的在于消除外載作用在設(shè)備或管道上的作用力，且可把復(fù)雜管系分隔成形狀比較簡(jiǎn)單，獨(dú)立膨脹的管段，保證膨脹節(jié)的最佳使用效果（如下圖）。設(shè)置膨脹節(jié)的目的，在于吸收管道自身無(wú)法吸收的熱變形，最大限度地減小位移載荷。

上圖給出了幾種典型管系的膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合實(shí)際，對(duì)三鉸鏈型膨脹節(jié)（包括萬(wàn)向鉸鏈型）所組成的系統(tǒng)，復(fù)式拉桿型膨脹節(jié)，彎管壓力平衡型膨脹節(jié)在工作中對(duì)管架或設(shè)備的作用力和力矩進(jìn)行了分析計(jì)算，討論了膨脹節(jié)中在不同管系中的使用。