输送具有一定压力和温度的介质的管道，由于温度的升高而引起的热伸长或温度应力会引起管道变形甚至损坏。为了防止这种情况的发生，有必要在管道上设置补偿器，补偿管道的热胀冷缩变形，减小管壁应力和作用在阀门或支撑结构上的力。波纹补偿器就是管道系统中最常用的一种补偿元件，波纹补偿器可以吸收一定量的地震能量，减少地震时管道与设备连接的破坏。
波纹补偿器主要由波纹管、导管、连接管和法兰组成。其作用是补偿管道内介质因热膨胀和冷缩温度变化而产生的轴向、横向和角位移，从而充分保护管道的正常运行。
波纹补偿器是由单层或多层金属薄壁管构成的轴向波纹补偿装置。工作时利用波纹变形吸收管道的热伸长量，实现管道的热补偿。加热管中使用的波纹管大多由不锈钢制成。波纹补偿器按波纹形状主要分为U形和S形，按补偿方式分为轴向型、横向型和角向型三大类。
轴向波纹补偿器的主要作用是吸收直管段的轴向位移，从而保证热力管道的安全运行，减少支架数量，节省一定的初期投资。轴向式波纹补偿器可分为单层、双层和多层三种。在相同的补偿量下，单层刚度最大，多层刚度较小。单层结构对固定框架的回弹力最大，土建初期投资大，但金属波纹管膨胀节本身价格较低。多层膜和单层膜相反。
近年来，随着新材料、新技术的应用，波纹补偿器克服了其承压能力低、补偿能力小的缺点。目前，轴向波纹补偿器因其体积小、安装方便、无需特殊维护等优点，在架空管道敷设中得到广泛应用，但在埋地管道中应用较少。
横向波纹补偿器是由两个几何参数和波数相同的波纹管、拉杆和由中间管连接的端板组成的柔性部件。主要用于补偿单平面或多平面弯曲管段的侧向位移。它适用于“L”和“Z”管道系统。由于拉杆能承受压力推力和其他附加外力，补偿器吸收内部压力推力，不会对管道产生外力。因此，补偿器两端的管道可采用中间固定支架或导向支架，降低了施工成本，提高了施工效率。
角形波纹补偿器又称铰链式波纹补偿器。这种结构的补偿器可以通过角度变换来吸收管道或容器轴向上的角位移。一般是两件以上的组合，其补偿量与距离成正比。另外，由于其重量轻、体积小，单铰式波纹膨胀节的推力和压力都由铰链承担，可以补偿管道上任何方向的角位移。
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