由于剛性管道因管內(nèi)介質(zhì)溫差的變化而承受熱應(yīng)力，其熱應(yīng)力可使管道破裂．為此需增加柔性膨脹節(jié)補償溫差變形，降低管道應(yīng)力，但膨脹節(jié)有一定的疲勞壽命，需定期維護及更換。

  對于介質(zhì)濕度不太高（如熱水，小于120.的蒸汽或輸油管道）．可以采用一次性膨脹節(jié)，尤其是直埋敷設(shè)的管線。當(dāng)管系上安裝了一次性膨脹節(jié)后，通過預(yù)熱使膨脹節(jié)吸收管道的預(yù)熱變形，然后再將彭脹節(jié)的套管焊死。此后膨脹節(jié)失去補償作用，整個管系成為一個預(yù)應(yīng)力剛性管系，可以說一次性膨脹節(jié)發(fā)揮了其補償功能且保持了剛性管系的優(yōu)點。下面將介紹一次性膨脹節(jié)的選取及其預(yù)應(yīng)力剛性管道設(shè)計。

  一次性膨脹節(jié)的特點在于“一次性”，其設(shè)計與通常的軸向膨脹節(jié)是不同的。為降低成本，材質(zhì)可選擇低碳鋼，且不考慮腐蝕裕量。一次性膨脹節(jié)的補償量不是由疲勞壽命確定．而是由幾何尺寸確定。定義每波的最大補償量為一個波距W（預(yù)拉伸W/2，預(yù)熱時膨脹節(jié)受壓縮W/2).所設(shè)計的膨脹節(jié)從產(chǎn)品樣本中選出，應(yīng)按EJMA計算壓力產(chǎn)生的應(yīng)力且進行應(yīng)力評定。要充分發(fā)揮一次性膨脹節(jié)的補償功能，膨脹節(jié)的剛度要較直管的剛度小一個數(shù)量級。設(shè)安裝時的環(huán)境溫度ts,預(yù)熱時的介質(zhì)溫度為ty，則長度為L的管道伸長量為：&x=aL（ty-ts）試中a為管材的線膨脹系數(shù)，碳鋼a=12*10-6此式也是膨脹節(jié)的補償量（管段伸長，膨脹節(jié)受壓），則所需膨脹節(jié)n=&x/&1,試中&1為膨脹節(jié)單波補償量。