Explosões de caldeiras podem resultar de vários fatores. A principal razão para eles é uma válvula de alívio de pressão com defeito. A corrosão interna das placas da caldeira é outro motivo principal de uma caldeira explodir ou sofrer uma falha catastrófica. Os baixos níveis de água são responsáveis por muitos casos de explosão da caldeira e podem acontecer quando a água cai abaixo do nível da fornalha, causando superaquecimento e, ocasionalmente, queimando na câmara de água. Essas explosões estão normalmente associadas a um treinamento insuficiente do operador e procedimentos de manutenção negligenciados.
Em um projeto típico de caldeira, a água é aquecida e transformada em vapor, que é armazenado dentro da câmara principal da caldeira. O vapor está sob uma pressão tremenda e requer que métodos operacionais exatos sejam seguidos para evitar uma explosão da caldeira. Se o vapor for usado de acordo com o projeto, a caldeira típica é capaz de fornecer muitos anos de serviço confiável. Os problemas ocorrem quando os operadores tomam atalhos em vez de seguir exatamente o protocolo de manutenção. Como em qualquer tipo de sistema pressurizado, uma explosão de caldeira pode ser mortal para qualquer pessoa nas proximidades da explosão.
A maioria dos projetos de caldeiras utiliza uma válvula de alívio de pressão para controlar a quantidade de pressão interna gerada pela caldeira. Normalmente uma válvula com mola que é pré-configurada para estourar ou liberar em um determinado nível de pressão, o excesso de vapor pode escapar através da válvula de alívio de pressão e evitar uma explosão da caldeira. Ocasionalmente, essas válvulas podem ficar corroídas e grudadas, impedindo-as de operar conforme projetado. A maioria das caldeiras tem programas de manutenção para testar e substituir todas as válvulas de alívio de pressão inoperáveis.
A água quente cria incrustações e corrosão dentro do tanque da caldeira que pode levar a defeitos de aço e, em última análise, a uma explosão da caldeira se deixada sem supervisão. O interior do tanque da caldeira deve ser limpo e examinado periodicamente para monitorar o estado da caldeira. Se a incrustação e a corrosão permanecerem dentro do tanque, o metal pode ficar fraco e até mesmo os rebites ou soldas usados para selar o tanque podem desenvolver pontos fracos. Os minerais e produtos naturais encontrados na composição da própria água também podem causar uma explosão.
A razão pela qual uma explosão de caldeira pode ser tão prejudicial para a área circundante é que o vapor ocupa 1,600 vezes mais espaço do que a água. Quando esse poder recebe o menor caminho para escapar, ele tenta deixar a área de uma vez. A potência de toda a pressão do vapor liberada de uma só vez durante a explosão de uma caldeira é igual à causada pela detonação de uma grande quantidade de explosivos ou pólvora.