金屬膨脹節它是以波紋管為核心的擾性元件，在管線上可作軸向、橫向和角向三個方向的補償。軸向補償器為了減少介質的自激現象，在產品內部設有內套管，在很大程度上限製了徑向補償能力，故一般僅用以吸收或補償管道的軸向位移（如果管係中確需少量的徑向位移，也可以吸收軸向、角向和任意三個方向位移的組合；鉸鏈補償器（也稱角向補償器），它以兩個或三個補償器配套使用（單個使用鉸鏈補償器沒有補償能力），用以吸收單平麵內的橫向變形；萬向鉸鏈（角向）補償器，由兩個或三個配套使用，可吸收三維方向的變形量。

金屬膨脹節由金屬波紋管和構件構成的動力或熱力管網中設備與設備中間的聯接中具有補償作用的器件，他能夠補償管道因溫差造成的管道軸向伸縮和視角轉變而造成的熱變形、機械變形並吸收各種各樣機械振動，具有減少管道變形應力和發展管道使用壽命的作用。波紋管應力關鍵由氣體壓力和位移造成的，位移造成的應力超過氣體壓力造成的應力，它沿著波紋管徑向，一般高於波紋管材料的屈服力。

波紋管在壓縮情況下工作時的允許壓縮位移量比工作在拉伸情況下的允許拉伸位移量要大一些，因此在設計波紋管時應盡可能讓波紋管在壓縮情況下工作。通過實驗發現，在一般情況下，同一材料、同一規格的波紋管，其允許的壓縮位移是允許的拉伸位移的1.5倍，允許位移與波紋管的幾何尺寸參數及材料性能有關。一般情況下，波紋管的允許位移大小與材料的屈服強度及外徑的平方成正比，而與材料的彈性模量、波紋管的壁厚成反比。另外，相對性波深、波厚對它也有影響。

金屬膨脹節是一種撓性、厚壁、有橫向波紋的具有伸縮作用的器件，它由金屬波紋管與構件構成。金屬膨脹節的原理主要是利用自身的彈性伸縮作用，補償管道因為熱變形、機械變形和各種各樣機械振動而造成的軸向、角向、側向以及組合位移，補償的作用具備抗壓、密封性、不易腐蝕、不怕溫度、抗衝擊、減震減噪的作用，具有減少管道變形和提升管道使用壽命的作用。

金屬膨脹節失效形式及原因：

一、膨脹節軸向彎曲變形過大(軸向失穩)。產生這種失效形式是由管程壓力和溫差應力的作用所致。波紋管材料為奧氏體不鏽鋼，其線膨脹係數比碳鋼大得多，在管程和殼程溫度相同時也能產生溫差應力，再有波紋管的軸向剛度很小，所以，當管程壓力大或管壁溫度高於殼壁溫度時，都易發生波紋換熱管軸向彎曲變形過大的失效現象。標準案例中規定的折流板無支撐跨距比GB151中規定值小，就是考慮防止換熱管的軸向失穩。

二、波紋換熱管波穀或波峰波穀過渡部位減薄開裂。金屬膨脹節運行中，波紋換熱管波穀及其附近部位減薄開裂，造成內部泄漏是其失效的主要形式。失效原因是在殼程折流板處波紋管的波穀與折流板管孔產生振動摩擦、磕碰，使波紋管壁減薄，以致開裂泄漏。現在有些生產廠采用加厚折流板，使波紋管的波峰與管孔接觸，以確定管與孔間隙小，防止振動摩擦；還有的在折流板處給波紋管加套。這些都是避免和降低這種波紋管失效形式的好措施。

三、金屬膨脹節腐蝕斷裂和整體脆化失效。這種失效形式主要是由於介質的腐蝕造成的。奧氏體不鏽鋼易產生晶間腐蝕，當波紋管換熱器用在含氯離子高和含硫化氫等介質時，就出現了波紋換熱管腐蝕斷裂。實際中已發現有的換熱管產生了整體脆化現象。

四、波紋換熱管扁塌(周向失穩)。波紋管失穩發生周向扁塌，是金屬膨脹節另一失效形式。這主要是由於波紋管的壁厚較薄，一般在1mm以下，其自身抗外壓失穩的能力就很低。在換熱器的設計中，一般都不進行換熱管的承壓能力的校核和計算，所以，當殼程壓力達到和超過換熱管本身的臨界壓力時，管子就產生失穩扁塌。標準案例中規定了波紋換熱管許用外壓的計算方法。