疲勞試驗對于金屬波紋膨脹節來說，主要是用來檢測金屬補償器主要工作元件波紋管的疲勞性能能否達到使用要求。金屬材質中的疲勞說的是材質在交變應力循環反復作用下，其內部結構逐漸積累缺陷導致材質出現破壞的現象。

對于圓形金屬波紋膨脹節試驗循環次數應大于設計疲勞壽命的2倍，在規定的試驗位移循環次數內，波紋管無泄漏。

進行試驗時疲勞試驗應在試驗裝置上進行，疲勞試驗裝置應能約束波紋管的壓力推力和位移反力，且施加的軸向循環位移與波紋管軸線同軸。進行疲勞試驗的金屬波紋膨脹節只作軸向位移循環。循環的定義為從初始位置到整個位移范圍（幅度）后再回復到初始位置。進行試驗的介質為水、壓縮空氣或者惰性氣體等。通常選用水做為試驗介質，使用水做為介質時建議波紋管疲勞試驗采用體積補償結構，使壓力波動在要求的范圍內。試驗壓力等于設計壓力試驗時壓力波動值不大于試驗壓力的±10%。

為了降低金屬補償器發生疲勞破壞，可以通過選用金屬材質提高材質疲勞。表面進行處理，如噴砂、拋光、化學處理等通過改變材質表面的狀態。