Паровые котлы работают под повышенным давлением, вода и пар, заключенные в них, имеют высокую температуру. Разрушения котлов приводят к тяжелым последствиям: повреждению оборудования, зданий и сооружений, а подчас к человеческим жертвам. Поэтому проектирование, изготовление и эксплуатация котлов находится под постоянным контролем Госгортехнадзора России (федеральный горный и промышленный надзор).
Конструкция котла и его элементов должны быть надежной и безопасной в эксплуатации, обеспечивающей возможность осмотра, очистки с применением средств механизации, промывки и продувки, а также ремонта.
Для изготовления и ремонта котла и его элементов, предназначенных для работы под давлением, применяют материалы, предусмотренные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов».
Каждый элемент котла и отдельные детали, работающие под давлением, должны иметь клеймо завода-изготовителя с указанием марки металла. Завод-изготовитель представляет паспорт (сертификат), где указаны марка металла, результаты химического анализа и механических испытаний. Такие же требования предъявляются и к материалам (трубам, деталям, крепежу и т.д.), используемым при ремонте котла.
Несоблюдение этих требований было причиной многих аварий и групповых несчастных случаев. В ходе расследования аварий выяснилось, что при комплектовании котла заводом ошибочно были отгружены трубы или другие элементы, не соответствующие паспортным данным, а на монтажной площадке не проверили наличие клейма и сертификата.
Надежность и безопасность работы котлов в значительной мере зависят от качества сварных швов. Поэтому к сварке элементов допускаются лишь сварщики, аттестованные в соответствии с Правилами аттестации сварщиков, утвержденными Госгорнадзором и РФ, и имеющие удостоверения установленного образца. Сварные соединения с толщиной стенки более 7 мм отмечают клеймом, позволяющим установить фамилию сварщика, выполнявшего сварку.
Наиболее ответственные сварные соединения подвергают ультразву-ковому контролю или просвечиванию рентгеновскими лучами.
Во время работы котла его отдельные элементы (трубы, коллекторы, барабаны) нагреваются и перемещаются. Конструкция котла должна предусматривать свободу удлинения и перемещения его отдельных элементов и возникновению в них опасных перенапряжений, могущих привести к разрыву труб, коллекторов и барабанов с выбросом в помещение пара.
Из-за неправильного ведения топочного режима в топке и газоходах могут происходить хлопки и взрывы большой силы, способные разрушить обмуровку. Для предотвращения таких последствий топку и газоходы оборудуют взрывными предохранительными клапанами. Основным элементом клапана являются диафрагма, выполняемая из тонкой мягкой жести или листового алюминия. Диафрагму предварительно надрезают по диагонали на половину толщины. При взрыве или хлопке диафрагма легко взрывается по линиям насечки, а продукты взрыва выбрасываются по выхлопным коробам или трубам в атмосферу. Взрывные предохранительные клапаны устраивают в обмуровке топки, в последнем газоходе золоуловителе. Котлы после окончания их монтажа, а также при периодических освидетельствованиях подвергают гидравлическому испытанию пробным давлением (≈ 1,25 - 1,5 рабочего давления). Цель - проверка прочности основных элементов и плотности всех соединений.
В процессе эксплуатации возможны случаи чрезмерного превышения давления в котле, которые могут привести к разрыву труб, коллекторов, барабанов и других элементов. Такие разрывы приводят к серьезным повреждениям оборудования и жертвам. В ряде случаев такие разрывы приводили к разрушению зданий и разлету отдельных элементов котла на расстояние до нескольких десятков метров. Причиной чрезмерного превышения давления может быть внезапный сброс нагрузки или даже её плавное снижение, если оно не сопровождается соответствующим уменьшением количества подаваемого в топку топлива.
Для того, чтобы не допустить значительного превышения давления, на каждом котле паропроизводительностью более 100 кг/ч устанавливают не менее двух предохранительных клапанов, один из которых должен быть контрольным. Суммарная пропускная способность предохранительных клапанов, устанавливаемых на котле, равна не менее его часовой паропроизводительности.
Регулировку клапанов проводит опытный специалист перед опробованием котла на паровую плотность после монтажа или ремонта и оформляют её актом. В акте указываются, когда и кем и на какое давление отрегулирован клапан.
Предохранительные клапаны защищают котлы от превышения давления более чем на 10 % разрешенного.