管道在日常使用過程中，由于環境溫度與管道安裝時的環境溫度存在溫差，管道會產生一定的伸長量；又由于基礎的沉降與變形，管道會偏離初始位置。在拐角處會產生較大的變形、位移、偏角、應力集中等現象。嚴重時將導致密封失效產生泄漏或管道強度失效產生斷裂破壞。為避免此類現象的出現必須尋找一種能吸收較大的變形、位移、偏角、應力集中的結構設計，達到保證管路安全的目的。

安裝時結構狀態（見圖一  安裝時結構示意圖）

圖一  安裝時結構示意圖

工作時結構狀態（見圖二  工作時結構示意圖）

圖二  工作時結構示意圖

工作原理

在管道安裝時將球形萬向伸縮器安裝于易發生沉降或者管道應力易集中處。此時活動內套管伸入固定外套管內，球形萬向伸縮器處于最短狀態。當管道投入使用后，管道因溫差、覆土變化等因素可能產生沉降位移等變化。使管道產生較大的變形、位移、偏角、應力集中等現象。采用了球形萬向伸縮器后，活動內套管從固定外套管內滑出起到補償伸長量的作用。兩端的萬向節可在設計的角度范圍內自由活動起到吸收角變形的作用。