当管道输送介质或管道所处环境有温度变化时，管道由温度引起的热胀冷缩是不可避免的，如果不采取一定的方式补偿该尺寸变化，将会在管壁内产生很高的应力，通过管道传至固定管架或设备，当温差过某一范围时，温差应力大于管子可承受的应力范围，这时就必须考虑补偿问题。

在管系补偿设计中，最为经济的是自然补偿，自然补偿是利用和管道的自然弯曲形状所具有的柔性来补偿热位移，显然自然补偿的能力是有限的，当自然补偿不能要求时，通常应考虑设置膨胀节。

管系所受载荷主要是外力载荷（管道及流动介质自重，内压，风载，地震荷载等）和位移载荷，设置管架的目的在于消除外载作用在设备或管道上的作用力，且可把复杂管系分隔成形状比较简单，独立膨胀的管段，保证膨胀节的最佳使用效果。设置膨胀节的目的，在于吸收管道自身无法吸收的热变形，最大限度地减少位移载荷。