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

  對于介質濕度不太高（如熱水，小于120.的蒸汽或輸油管道）．可以采用一次性膨脹節，尤其是直埋敷設的管線。當管系上安裝了一次性膨脹節后，通過預熱使膨脹節吸收管道的預熱變形，然后再將彭脹節的套管焊死。此后膨脹節失去補償作用，整個管系成為一個預應力剛性管系，可以說一次性膨脹節發揮了其補償功能且保持了剛性管系的優點。下面將介紹一次性膨脹節的選取及其預應力剛性管道設計。

  一次性膨脹節的特點在于“一次性”，其設計與通常的軸向膨脹節是不同的。為降低成本，材質可選擇低碳鋼，且不考慮腐蝕裕量。一次性膨脹節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（預拉伸W/2，預熱時膨脹節受壓縮W/2).所設計的膨脹節從產品樣本中選出，應按EJMA計算壓力產生的應力且進行應力評定。要充分發揮一次性膨脹節的補償功能，膨脹節的剛度要較直管的剛度小一個數量級。設安裝時的環境溫度ts,預熱時的介質溫度為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，碳鋼a=12*10-6此式也是膨脹節的補償量（管段伸長，膨脹節受壓），則所需膨脹節n=&x/&1,試中&1為膨脹節單波補償量。