เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบท่อที่ใช้ในการดูดซับการเคลื่อนที่และลดการสั่นสะเทือน ความน่าเชื่อถือของข้อต่อขยายขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของวัสดุที่เลือกเป็นส่วนใหญ่ วัสดุที่แตกต่างกันมีลักษณะเฉพาะในด้านความแข็งแรง ทนต่ออุณหภูมิ ทนต่อการกัดกร่อน และความยืดหยุ่น การเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมเป็นพื้นฐานในการประกันการทำงานที่มั่นคงในระยะยาว{2}}ของข้อต่อขยายภายใต้สภาพการทำงานที่ซับซ้อน
วัสดุโลหะเป็นประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในข้อต่อขยาย โดยสแตนเลสเป็นตัวเลือกหลักเนื่องจากประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเป็นเลิศ เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก (เช่น 304 และ 316L) มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี มีความเหนียวสูง และความเหนียวสูง โดยคงความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่างส่วนใหญ่ และภายใต้สภาวะอุณหภูมิปานกลาง-ถึง-สูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสาขาที่มีความต้องการด้านสุขอนามัยและความต้านทานการกัดกร่อนสูง เช่น อุตสาหกรรมเคมี ยา และอาหาร สำหรับสภาพแวดล้อมที่-อุณหภูมิสูงและ-แรงดันสูง เหล็กกล้าผสมโครเมียม-โมลิบดีนัมหรือเหล็กกล้าไร้สนิม-ที่ทนความร้อน (เช่น 321 และ 310S) มักถูกเลือกใช้ วัสดุเหล่านี้รักษาความแข็งแรงและต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้สูงแม้ในอุณหภูมิสูง ตอบสนองความต้องการของโรงไฟฟ้า หม้อไอน้ำ และท่อส่งไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูง- เหล็กกล้าคาร์บอนมีราคาไม่แพงนักและให้ความแข็งแรงที่เชื่อถือได้ แต่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นหรือมีการกัดกร่อน จำเป็นต้องมีการปกป้องพื้นผิว เช่น การเคลือบหรือการชุบสังกะสี มิฉะนั้นอาจเกิดการกัดกร่อนได้ง่าย ซึ่งจะจำกัดอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
สำหรับการใช้งานที่ต้องการความยืดหยุ่นและความต้านทานต่อความล้าที่ดีเยี่ยม เครื่องสูบลมมักทำจากโลหะผสมที่มีนิกเกิล- (เช่น Inconel 625 และ Hastelloy C276) วัสดุเหล่านี้มีความต้านทานการกัดกร่อนและการคืบคลานได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง มีอุณหภูมิสูง- และ-ความเครียดสูง และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมทางทะเล โรงงานไฮโดรจิเนชันของปิโตรเคมี และท่อส่งตัวกลางที่เป็นกรด อย่างไรก็ตาม มีราคาแพงกว่าและโดยทั่วไปจะใช้ในโครงการพิเศษที่มีสภาวะการทำงานที่รุนแรงและข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่เข้มงวด
วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ-ยังมีบทบาทในข้อต่อการขยายตัว ซึ่งรวมถึงยาง วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยเส้นใย- และโพลีเมอร์ ข้อต่อขยายยางมีความยืดหยุ่นและคุณสมบัติลดแรงสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนได้ดี ดูดซับแรงสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเหมาะสำหรับระบบน้ำ HVAC การจ่ายน้ำและการระบายน้ำ และท่อ-แรงดันต่ำและอุณหภูมิปกติ- ความต้านทานการกัดกร่อนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของยาง ยางนีโอพรีนทนน้ำมัน- ยาง EPDM ทนความร้อน- และสภาพอากาศ- ในขณะที่ยางฟลูออโรทำงานได้ดีกว่าในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงและมีอุณหภูมิสูง- วัสดุคอมโพสิตเสริมไฟเบอร์-ผสมผสานน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และความต้านทานแรงดึงที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการป้องกันการกัดกร่อนด้วยสารเคมีและการมีน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่ออุณหภูมิโดยทั่วไปจะต่ำกว่าวัสดุที่เป็นโลหะ ทำให้ต้องมีการควบคุมช่วงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องอย่างเข้มงวด
เมื่อเลือกวัสดุ จำเป็นต้องพิจารณาคุณลักษณะของตัวกลาง อุณหภูมิและความดันในการทำงาน ข้อกำหนดการชดเชย และประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจอย่างครอบคลุม ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 316L หรือโลหะผสมที่มีนิกเกิล-เป็นที่ต้องการในการลำเลียงน้ำทะเลหรือตัวกลางที่มีคลอไรด์ไอออน เหล็กหรือโลหะผสมทนความร้อน-เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูง- และข้อต่อขยายยางมักเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่าสำหรับท่อส่งน้ำในอาคารโยธาที่มีข้อกำหนดสูงในการควบคุมการสั่นสะเทือนและเสียง
ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โครงสร้างคอมโพสิตจึงค่อย ๆ เกิดขึ้น เช่น การบุท่อโลหะด้วยชั้นโพลีเมอร์ที่ทนทานต่อการกัดกร่อน- หรือการหุ้มชั้นนอกของยางด้วยผ้าเสริมแรง เพื่อให้บรรลุข้อได้เปรียบเสริมด้านความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน
โดยสรุป การเลือกวัสดุหลักสำหรับข้อต่อขยายควรขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานและการจับคู่ประสิทธิภาพ โดยเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแข็งแรงทางกลและการชดเชยการเคลื่อนที่ ขณะเดียวกันก็คำนึงถึงความทนทานและความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจด้วย ดังนั้นจึงให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของระบบท่อ