當管道輸送介質或管道所處環(huán)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?shù)哪芰κ怯邢薜模斪匀谎a償不能要求時，通常應考慮設置波紋管膨脹節(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(jié)的最佳使用效果（如下圖）。設置膨脹節(jié)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(jié)的設計方案，結合實際，對三鉸鏈型膨脹節(jié)（包括萬向鉸鏈型）所組成的系統(tǒng)，復式拉桿型膨脹節(jié)，彎管壓力平衡型膨脹節(jié)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(jié)中在不同管系中的使用。