当方形补偿器安装在管段的两个固定中间位置，因热媒通过使管道因温度变化而伸长.热伸长会产生对两侧固定支架水平推力。为了保持力的平衡，反作用力使方形补偿器产生压缩变形。以补偿因热膨胀而对固定支架产生的应力。为了减少方形补偿器在运行中的变形和承受的应力，应将补偿器预先拉伸其热伸长量的1/2，表示出方形补偿器的制作位置、安装时位置与运行时的位置。图中显示当补偿器被压缩到补偿量(△L)的1/2时，补偿器受到的应力等于零(即制作位置)。当补偿器完全补偿热伸长量时，对固定支架及补偿器也仅受到一半的应力。因此，在安装方形补偿器时需要进行预拉伸，因预拉伸量为ΔL/2,所以每侧臂应预拉ΔL/4。

热力管道安装完毕、投入运行后，常因温度变化较大而产生伸缩。温度变化有两方面的因素，一方面是由于环境温度的变化，冬季和夏季的温差可达到30℃以上；另一方面是由于管道本身的工作介质温度较高，热膨胀量较大。钢管道受热后的膨胀量，按下式计算：

△L=a△tL

式中：△L———管道膨胀长度（毫米）

a———管材的线膨胀系数（毫米/米·度）

△t ———管道工作温度与安装时温度之差（℃）

L———管道长度（米）

钢管道在安装中应用广，一般可用以下公式计算：△ L=0.012△tL毫米

1.2膨胀应力分析

如果在受热膨胀的管道两端加以限制，不让管道膨胀，这时在管道内部将产生很大的热膨胀应力，根据虎克定律，热膨胀应力可按以下公式进行计算：

σ=εE kg/cm2

式中：σ———热膨胀应力；

ε———相对压缩量，ε=△L/L；

E———钢材的弹性模数，随材质品种和工作温度的不同而变化，常用钢材的弹性模数为2×106。

上式表明，热膨胀应力的大小与相对压缩量和弹性模数成正比，而与管道的长度无关。

上式用△L/L代替ε，用a△tL代替△L，则变为：

σ=Ea△t kg/cm2

这表明热膨胀应力与管道的材质、工作温度和温差有关。在这三个因素中，温度差是主要的因素。

对于常用的钢管，其线膨胀系数通常取12×10-6 ，弹性模数常取2×106，热胀应力公式可简化为：

σ=24△t kg/cm2

利用上述公式，可以很容易地计算出钢管道热膨胀受到限制时产生的热胀应力。例如有一根Φ325×8的无缝管，投入运行后的温度为150℃，而安装时的温度为25℃，则：

热膨胀应力σ=24△t=24×（150-25）=3000 kg/cm2

截面积A=π[（D/2）2-（d/2）2]=3.142×[（32.5/2）2-（30.9/2）2]=79.7cm2 

故管道产生的轴向推力为F=Aσ = 3000 ×79.7 =239100公斤。

由此可见，管道受热膨胀时，能产生极大的轴向推力。因此，热力管道受热后产生的膨胀必须得到补偿，否则将对管架和构筑物造成破坏，危及管道系统的安全运行。电厂和风机进出口经常安装方形补偿器，保护管道