金属补偿器膨胀节是热力管道系统常用的重要附件。由于它具有柔性，可自由伸长，压缩和弯曲，并具有的承压能力，所以广泛地用于航空航天、石油、化工、电力、冶金和原子能等工业装置受压高温管系，除了具有位移补偿的作用外，还同时兼有减振降噪和密封的功能。
　　热膨胀使材料内产生的应力，如两端固定的钢材构件，由0℃变化到300℃，材料内出现的温差应力达692.7MPa，远超过了钢材的屈服，并大于材料的强度，造成构件的屈服变形，甚至有可能造成断裂；过大的热应力导致过大的推力将破坏管系两端的支点（混凝土支座、钢支座或设备开口）。在工程上，由于热膨胀问题造成的事故屡见不鲜。
　　21世纪初，我国某化工厂新施工的一套煤气化装置，其高温旋风分离器至锅炉管道系统，由于设计时对热膨胀考虑不周，开工后，此管道将锅炉的基础螺栓全部拉断，并将锅炉端抬起100多毫米，造成装置被迫停工改造。所以，热膨胀问题，是工程技术人员，特别是设备和配管工程师认真关注的问题。
　　热膨胀应力，是一种自限性应力，当热膨胀量被释放后，应力也随之减小或消失。这就是设计工程师解决热膨胀问题的出发点。
　　20世纪50年代前，热力管系的热膨胀量主要依靠大弯管来吸收，这种补偿结构也称“自然补偿”。
　　20世纪50年代后，塔、容器顶部的这种热补偿结构已很少见了，需要进行热补偿的管道逐渐被补偿器膨胀节所代替。60年代发展起来的流化催化裂化技术，由于装置大型化，操作温度和压力增大，两器催化剂循环的大弯管满足不了要求，也被淘汰，改用了补偿器膨胀节代替。