金屬補償器在壓力和位移組合作用下，波紋管補償器與增加段非接觸的分界點處和波峰處為彈塑性變形區，側壁處為彈性變形區。金屬補償器在吸收軸向位移後幾何形狀發生變化，變為近似Ω形波，承壓能力相對增強從而使增加套環的應力降低。由於多層波紋管補償器各層複雜的受力條件及位移作用的影響，其周向薄膜應力值相比單內壓作用下應力值略高。

金屬補償器也稱為管式伸縮節、管道伸縮器，是熱流體管道的主要補償裝置。金屬補償器主要是用於直線管道的輔設。可以應用於熱水、蒸氣以及油脂類的介質，通過滑動套筒對外套筒的滑移運動，以達到熱膨脹的補償。金屬補償器適用於介質工程壓力≤2.5MPa，介質溫度-40℃~600℃的環境。

金屬補償器選擇材料時應該針對工作溫度、循環應力、不易腐蝕性、製造工藝性幾方麵選擇。在高溫下，多數波紋管材料的彈性率和疲勞壽命會明顯降低。循環應力，長壽命波紋管需設計在彈性範圍內工作，但是大多數波紋管的工況均在彈塑性範圍，因此應選取屈服，疲勞壽命不錯的材料。能與所接觸的流體相容。薄壁波紋管對於應力腐蝕是敏感的。製造工藝性，補償器用波紋管多是用板材或帶材卷成圓筒，沿縱縫焊成管坯，同時焊接又是波紋管與補償器兩端接頭連接常用的方法，因此材料的可焊性是選材需要考慮到的。

由於金屬補償器內壓載荷作用下側壁的隆起變形及位移載荷作用，會在波紋管補償器外壁與接管相接觸部位形成局部應力集中，影響波紋管補償器實際使用壽命，是當波紋管補償器壁厚較薄時。所以該部位應避免尖角接觸，對接管的該處應進行倒圓處理。對於增加金屬補償器，波紋管與增加段非接觸的分界點處及波峰處為包含塑性應變的高應力區，側壁為仍處在彈性變形區的低應力區，其中波峰的內部處當處於低位時又是容易出現積液的部位，故當金屬補償器內部輸送介質包含腐蝕性物質時，易在上述高應力區產生應力腐蝕性破壞造成金屬補償器的提前失效。

金屬補償器主要用於輸送微塵氣體、煙霧、氣體和其他氣體的管道和設備體係，以補償溫度、機械振動和基礎沉降引起的位移。金屬補償器應用於發動機排氣體係管道中時，會流經高溫氣體介質，因而大都金屬補償器的規劃采用硬性密封結構將補償器連接在管道中。

金屬補償器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。軸向補償器為了削減介質的自激現象，在產品內部設有內套管，在很大程度上約束了徑向補償才能，故一般僅用以吸收或補償管道的軸向位移（如果管係中確需少數的徑向位移，也可以吸收軸向、角向和恣意三個方向位移的組合。

橫向補償器由接收與兩個波紋管以及大拉杆等零件構成，能吸收管係恣意平麵內的橫向位移，位移是拉杆上球麵螺母繞球米那墊圈轉動，同時拉杆還具有承受內壓推力才能，還可以補償曲折管道的橫向位移和角位移；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才能），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。

金屬補償器是由複合非金屬和兩個可與相鄰管道組成設備相連接的接收（或法蘭）及隔熱材料組成的撓性部件，主要運用於補償輸送微壓粉塵氣體、煙、煤氣及其他氣體的管道和設備體係因溫度、機械振動及基礎下沉引起的位移。沿法蘭結構還設置若幹支撐件，用以支撐整個膨脹節的分量，形成一個活動結構，既提升整個膨脹節的結構的剛性、穩定性和穩定性，又可削減波紋管的橫向曲折應力和撓度。

金屬補償器的品種很多，普通有軸向型、橫向型、角向型、壓力均衡型等4大類12多個種類，各種膨脹節的構造不同，對管道係統熱收縮的補償方式用推力大小也不一樣，因而需要全部剖析管係是單一軸向熱收縮還是在軸向、橫向、角向均有熱位移，再針對性地選擇適用的膨脹節。管道熱收縮是不可防止的，設置固定支架就是為了把管係分紅若幹個立的管段單元，使兩個固定支架間的管道熱收縮遭到限製和控製。

金屬補償器在運用過程中，如果能下降其疲憊壽數，就能夠很好的提升波紋管的單波位移。波紋管的強度和穩定性等綜合功能進一步的提升。反麵說明，波紋管的規劃壽數過低，綜合應力較不錯，環向應力也隨之添加，導致的成果便是很快進入塑性變形、波紋管失穩。內壓波紋管、位移應力在波紋管波峰和波穀處產生塑性鉸，又加上壓力應力，波紋管相同很快進入平麵失穩。這便是低疲憊壽數在工作中，會愈簡單出現失穩狀況的原由。