鍋爐爆炸是鍋爐的災難性故障。鍋爐爆炸有兩種類型。一種是蒸汽側和水側受壓部件故障。可能有許多不同的原因，例如安全閥故障、鍋爐關鍵部件腐蝕或水位低。搭接接頭邊緣的腐蝕是早期鍋爐爆炸的常見原因。第二種是熔爐中的燃料/空氣爆炸，更恰當地稱為火箱爆炸。固體燃料鍋爐的燃燒室爆炸很少見，但燃氣或燃油鍋爐的燃燒室爆炸仍然是潛在的危險。

鍋爐爆炸的原因有很多，例如水處理不良導致結垢和板過熱、水位低、安全閥卡住，甚至是爐子爆炸，如果足夠嚴重，可能會導致鍋爐爆炸。自工業xxx開始以來，操作員培訓不佳導致鍋爐疏忽或其他不當操作一直是爆炸的常見原因。在19世紀末和20世紀初，美國、英國和歐洲的各種來源的檢查記錄表明，鍋爐爆炸最常見的原因是鍋爐因簡單的生銹而變弱，比所有情況多出2到5倍。其他原因。在材料科學、檢驗標準和質量控制趕上快速發展的鍋爐制造業之前，大量鍋爐爆炸可直接歸因于劣質材料的設計、工藝和未檢測到的缺陷。

雖然劣化和處理不當可能是鍋爐爆炸的最常見原因，但直到20世紀初美國鍋爐檢查員進行了廣泛的實驗，災難性鍋爐故障的實際機制才得到很好的記錄。進行了幾次不同的嘗試以通過各種方式使鍋爐爆炸，但最有趣的實驗之一表明，在某些情況下，如果鍋爐的突然開口使蒸汽逸出過快，水錘可能會導致整個鍋爐的破壞壓力容器：對圓柱形鍋爐進行了測試，經受住了300磅（300psi或2,068kPa）的蒸汽壓力而沒有受傷。當[排放]閥在235磅[235psi或1,620kPa]的壓力下突然打開時，鍋爐發生故障，鐵被扭曲并撕裂成碎片并被拋向四面八方。原因是蒸汽從鍋爐突然涌入排放管，使鍋爐內的壓力迅速降低。這種壓力的降低導致水中突然形成大量蒸汽，大量的水猛烈地朝蒸汽被抽出的開口拋出，撞擊了該開口附近的鍋爐部分，并導致骨折。但是，正如DKClark于1860年2月10日在給《力學雜志》編輯的一封信中所寫的那樣，早在此之前就了解了鍋爐爆炸中水錘的高度破壞性機制：鍋爐中的水突然分散和噴射到鍋爐的邊界表面上是導致結果劇烈的主要原因：分散是由于在整個水體中瞬間產生蒸汽引起的，并且在其努力逃跑，它把水帶到它前面，蒸汽和水的聯合動量把它們像子彈一樣帶過和在邊界表面之間，并以一種簡單的超壓或壓力無法解釋的方式使它們變形或破碎。簡單的蒸汽動力。

鍋爐爆炸在（機車型）火管鍋爐中特別危險，因為火箱頂部（頂板）必須始終被一定量的水覆蓋；否則，即使在正常工作壓力下，火焰的熱量也會削弱冠片或冠撐到故障點。這就是1995年在賓夕法尼亞州加德納斯附近發生的葛底斯堡鐵路火箱爆炸的原因，當時低水位使冠板的前部過熱，直到普通冠保持拉過板，在滿水的情況下釋放出大量的蒸汽和水。鍋爐壓力進入燃燒室。冠片設計包括幾排交替的紐扣頭安全撐條，將冠片的故障限制在前五排或六排傳統撐條，防止整個冠片塌陷。這種類型的故障不僅限于鐵路發動機，因為機車型鍋爐已用于牽引發動機、便攜式發動機、用于采礦或伐木的撬裝發動機、鋸木廠和工廠的固定發動機、供暖，以及提供蒸汽的成套鍋爐對于其他進程。在所有應用中，保持適當的水位對于安全運行至關重要。Hewison(1983)全面描述了英國鍋爐爆炸，列出了1815年至1962年間的137起。值得注意的是，其中122起發生在19世紀，而只有15起發生在20世紀。鍋爐爆炸一般分為兩類。首先是鍋爐筒本身的破損，由于薄弱/損壞或內部壓力過大，導致蒸汽突然在大范圍內排出。搭接接頭處的應力腐蝕開裂是早期鍋爐爆炸的常見原因，可能是由堿脆引起的。鍋爐中使用的水通常不受嚴格控制，如果呈酸性，可能會腐蝕鍛鐵鍋爐板。電化腐蝕是銅和鐵接觸的另一個問題。鍋爐板被拋出了四分之一英里（Hewison，Rolt）。第二種類型是燃燒室在相鄰鍋爐的蒸汽壓力下坍塌，將火焰和熱氣釋放到駕駛室中。改進的設計和維護幾乎完全消除了xxx種類型，但如果工程師和消防員不保持鍋爐中的水位，第二種類型總是可能的。如果內部壓力過高，鍋爐桶可能會爆炸。為了防止這種情況，安裝了安全閥以在設定的水平上釋放壓力。早期的例子是彈簧加載的，但JohnRamsbottom發明了一種被普遍采用的防篡改閥。另一個常見的爆炸原因是內部腐蝕，它削弱了鍋爐筒體，使其無法承受正常的工作壓力。特別是，凹槽可能會沿著水位以下的水平接縫（搭接接頭）出現。結果導致了數十次爆炸，但到1900年通過采用對接接頭、改進的維護計劃和定期液壓測試而被消除。火箱通常由銅制成，盡管后來的機車有鋼制火箱。它們通過撐桿（許多小支架）固定在鍋爐的外部。與全蒸汽壓力接觸的火箱部分必須用水覆蓋，以防止它們過熱和變弱。火箱倒塌的常見原因是鍋爐水位過低，火箱頂部（頂板）未覆蓋并過熱。如果消防員未能保持水位或水位指示器（量規玻璃）出現故障，則會發生這種情況。一個不太常見的原因是由于腐蝕或不合適的材料導致大量撐條斷裂。在整個20世紀，英國發生了兩次鍋爐桶故障和十三次燃燒室倒塌。1909年的加的夫和1921年的巴克斯頓發生了鍋爐筒故障；兩者都是由于安全閥安裝錯誤導致鍋爐超過其設計壓力造成的。在13起火箱倒塌事故中，4起是由于撐條斷裂，1起是由于火箱上的水垢堆積，其余是由于水位過低。

許多殼式鍋爐攜帶大量液態水，液態水被加熱到比沸水在大氣壓下更高的溫度和壓力（焓）。正常運行時，由于重力作用，液態水留在鍋爐底部，蒸汽氣泡通過液態水上升并在頂部收集使用，直至達到飽和壓力，然后停止沸騰。如果釋放一些壓力，沸騰會再次開始，依此類推。如果蒸汽正常釋放，例如通過打開節流閥，水的起泡作用保持適度，并且可以從容器的最高點抽取相對干燥的蒸汽。如果蒸汽釋放得更快，則產生的沸騰作用越劇烈，就會以濕蒸汽的形式噴出細小的液滴，從而損壞管道、發動機、渦輪機和其他下游設備。如果鍋爐容器中的大裂縫或其他開口使內部壓力突然下降，則殘留在水中的熱能將導致更多的液體閃蒸成蒸汽泡，然后迅速取代剩余的液體。逸出的蒸汽和水的勢能現在轉化為功，就像它們在發動機中所做的那樣；用足夠的力將斷裂處周圍的材料剝離，嚴重扭曲了以前由撐條固定在適當位置的板的形狀，或者由其原始圓柱形形狀自支撐。蒸汽和水的快速釋放會產生非常強大的爆炸，并對周圍的財產或人員造成極大的損害。快速膨脹的蒸汽泡還可以通過將大塊的水朝開口方向以驚人的速度扔進鍋爐內來做功。快速移動的水團攜帶大量動能（來自膨脹的蒸汽），與鍋爐外殼碰撞會產生劇烈的破壞作用。這可以xxx擴大原來的破裂，或將外殼撕成兩半。許多水管工、消防員和蒸汽裝配工都知道這種現象，即所謂的水錘現象。幾盎司的水團以高速通過蒸汽管道并撞擊90度彎頭，可能會立即使能夠承受正常靜壓數倍的接頭斷裂。由此可以理解，幾百磅甚至幾千磅的水在鍋爐殼內以相同的速度運動，很容易炸毀管板，坍塌燃燒室，甚至通過反應將整個鍋爐扔出驚人的距離，因為水從鍋爐中流出，就像一門重炮發射球的后坐力一樣。對SL-1實驗反應堆事故的若干描述生動地描述了水錘對壓力容器的強大影響：這種加熱過程引起的膨脹導致水錘，因為水被加速向上流向反應堆容器頂部，當水以160英尺/秒的速度撞擊頂部時，在反應堆容器頂部產生大約10,000磅/平方英寸（69,000kPa）的壓力。第二(50m/s)...這種極端形式的水錘推動控制棒、屏蔽塞和整個反應堆容器向上。后來的一項調查得出結論，這艘26,000磅（12,000公斤）的容器已經跳了9英尺1英寸（2.77米），上部控制棒驅動機構在回到原來的位置之前撞到了反應堆廠房的天花板。在350psi(2,400kPa)下運行的蒸汽機車的溫度約為225°C(437°F)，比焓為963.7kJ/kg(437.1kJ/lb)。由于標準壓力飽和水的比焓僅為418.91kJ/kg(190.01kJ/lb)，因此兩個比焓之間的差544.8kJ/kg(247.1kJ/lb)就是爆炸中消耗的總能量。因此，對于在高壓和高溫狀態下可以容納多達10,000公斤（22,000磅）水的大型機車，這種爆炸的理論能量釋放量約為1,160公斤（2,560磅）TNT。

在燃燒室爆炸的情況下，這些通常發生在燃燒器熄火之后。油煙、天然氣、丙烷、煤或任何其他燃料都會在燃燒室內積聚。當容器很熱時，這一點尤其值得關注；燃料會因溫度而迅速揮發。一旦達到爆炸下限(LEL)，任何點火源都會導致蒸氣爆炸。燃燒室范圍內的燃料爆炸可能會損壞加壓鍋爐管和內殼，從而可能引發結構故障、蒸汽或水泄漏，和/或二次鍋爐殼故障和蒸汽爆炸。小火箱爆炸的一種常見形式被稱為鼓聲，可以與任何類型的燃料一起發生。與正常的火焰轟鳴不同，爐排下方和穿過防火門的一系列有節奏的砰砰聲和火焰閃爍表明燃料的燃燒正在通過一系列快速爆炸進行，這是由不適當的空氣/燃料混合物引起的關于可用草稿的水平。這通常不會對機車型鍋爐造成損壞，但如果允許繼續，可能會導致磚石鍋爐設置出現裂縫。

早期機車鍋爐的板是通過簡單的重疊接頭連接起來的。這種做法對于圍繞鍋爐運行的環形接頭是令人滿意的，但在縱向接頭中，沿鍋爐的長度，板的重疊使鍋爐橫截面偏離其理想的圓形。在壓力下，鍋爐盡可能接近圓形橫截面。由于雙倍厚度的搭接比周圍的金屬更牢固，鍋爐壓力變化引起的反復彎曲和釋放導致沿接頭長度的內部裂縫或凹槽（深點蝕）。裂縫為內部腐蝕提供了一個起點，這可能會加速失效。最終發現，這種內部腐蝕可以通過使用足夠大的板來減少，這樣就沒有接頭位于水位以下。最終，簡單的搭接縫被單或雙對接接縫所取代，后者不會出現這種缺陷。由于燃燒室的不斷膨脹和收縮，類似形式的應力腐蝕可能發生在螺栓進入燃燒室板的端部，并且由于水質差而加速。通常被稱為頸縮，這種類型的腐蝕會降低支撐螺栓的強度，直到它們無法在正常壓力下支撐燃燒室。水線附近也會出現凹槽（深的局部點蝕），特別是在使用未經脫氣或除氧劑處理的水的鍋爐中。所有天然水源都含有溶解的空氣，當水被加熱時會以氣體的形式釋放出來。空氣（含有氧氣）聚集在水面附近的一層中，xxx加速了該區域鍋爐板的腐蝕。

機車火箱的復雜形狀，無論是由軟銅還是鋼制成，只有通過連接到內梁和外墻的支柱支撐，才能抵抗其內壁上的蒸汽壓力。它們容易因疲勞（因為內壁和外壁在火的熱量下以不同的速度膨脹）、腐蝕或因暴露在火中的支柱頭部被燒毀而失效。如果支柱失效，火箱將向內爆炸。定期進行內部和外部目視檢查以防止這種情況發生。如果允許鍋爐中的水位下降到足以使火箱的頂板露出來，即使維護良好的火箱也會爆炸性地失效。這可能發生在穿越山頂時，因為水流到鍋爐的前部，會暴露出爐膛頂板。

用于為機械提供動力的固定式蒸汽機首先在工業xxx期間嶄露頭角，早期由于各種原因發生了許多鍋爐爆炸。該問題的首批調查人員之一是威廉·費爾貝恩，他幫助建立了xxx家處理此類爆炸可能造成的損失的保險公司。他還通過實驗證明，鍋爐等圓柱形壓力容器中的環向應力是縱向應力的兩倍。這些調查幫助他和其他人解釋了應力集中在削弱鍋爐中的重要性。

現代鍋爐設計有冗余泵、閥門、水位監測器、燃料切斷裝置、自動控制裝置和泄壓閥。此外，施工必須遵守有關當局制定的嚴格工程準則。NBIC、ASME和其他機構試圖通過發布詳細標準來確保安全的鍋爐設計。結果是鍋爐單元不太容易發生災難性事故。提高安全性的還有越來越多地使用包裝鍋爐。這些是在工廠建造的鍋爐，然后作為一個完整的單元運到工作現場。這些通常比現場逐管組裝的鍋爐具有更好的質量和更少的問題。成套鍋爐只需要進行最終連接（電氣、破壞、冷凝管線等）即可完成安裝。

在蒸汽機車鍋爐中，由于早期知識是通過反復試驗獲得的，因此發生爆炸的情況和因爆炸而造成的損壞是不可避免的。然而，到19世紀末，改進的設計和維護顯著減少了鍋爐爆炸的次數。20世紀繼續進行進一步的改進。在陸基鍋爐上，壓力系統的爆炸在維多利亞時代經常發生在固定式蒸汽鍋爐中，但由于提供了各種保護措施以及政府和行業要求強制進行的定期檢查，現在這種情況非常罕見。當熱水器的安全裝置失靈時，熱水器會以驚人的暴力爆炸。

蒸汽爆炸可能發生在任何類型的熱水器中，其中提供了足夠的能量并且產生的蒸汽超過了容器的強度。當熱量傳遞足夠快時，可能會發生局部過熱，從而導致水錘破壞容器。SL-1核反應堆事故就是過熱蒸汽爆發的一個例子。然而，在SL1示例中，壓力是通過強制噴射控制棒來釋放的，這使得蒸汽可以排出。反應堆沒有爆炸，容器也沒有破裂。