當管道輸送介質或管道所處環境有溫度變化時，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償該尺寸變化，將會在管壁內產生很高的應力，通過管道傳至固定管架或設備，當溫差過某一范圍時，溫差應力大于管子可承受的應力范圍，這時就必須考慮管路的補償問題。

在管系補償設計中，最為經濟的是自然補償，自然補償是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性來補償熱位移，顯然自然補償的能力是有限的，當自然補償不能要求時，通常應考慮設置波紋管膨脹節。

管系所受載荷主要是外力載荷（管道及流動介質自重，內壓，風載，地震荷載等〕和位移載荷，設置管架的目的在于消除外載作用在設備或管道上的作用力，且可把復雜管系分隔成形狀比較簡單，獨立膨脹的管段，保證膨脹節的最佳使用效果（如下圖）。設置膨脹節的目的，在于吸收管道自身無法吸收的熱變形，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的設計方案，結合實際，對三鉸鏈型膨脹節（包括萬向鉸鏈型）所組成的系統，復式拉桿型膨脹節，彎管壓力平衡型膨脹節在工作中對管架或設備的作用力和力矩進行了分析計算，討論了膨脹節中在不同管系中的使用。