对金属管道而言，输送的水就是一种电解液，水的pH值影响着管道的腐蚀速度，水中的溶解氧及二氧化碳的存在，是管道腐蚀的重要因素。
　　因电化学反应，对于偏碱性水，且无侵蚀性二氧化碳时，首先生成的是氢氧化亚铁，然后被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，形成钝化保护膜，使管壁的腐蚀速度减慢。否则，在生成氢氧化亚铁后，与二氧化碳作用生成重碳酸亚铁，它具有可溶性而流失于水中，被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，出现红水，其中部分脱水形成铁锈。
2.1.4微腐蚀电池理论
　　金属管本身含有许多杂质，金属和杂质之间存在电位差，在水的介质内，形成无数微腐蚀电池。首先在铁管表面上某一部位因铁被腐蚀成铁离子，进入水中，而形成阳极。其反应式为：

　　Fe→Fe⁺²+2e

　　所释解的电子传递到铁管表面的另一部位，形成阴极。
　　当pH≤7时，在阴极发生析氢反应，水在阴极失去氢离子而增加氢氧离子，当达到足够的数量时，和水中的铁离子形成氢氧化亚铁，再被水中溶解氧氧化成氢氧化铁，其中部分脱水形成铁锈，沉积于管内表面，呈凹凸不平的锈垢，故铁锈是铁生成含水氧化铁的现象。其反应式如下：

　　2H₂O→2H⁺+2OH^-

　　2H⁺+2e→H↑

　　Fe⁺²+2OH^-→Fe(OH)₂

　　4Fe(OH)₂+2H₂O+O₂→4Fe(OH)₃　 (红棕色沉淀)

　　2Fe(OH)₃→Fe₂O₃+3H₂O

　　当pH>7时，在阴极将发生氧化还原反应。

　　O₂+2H₂O+4e→OH^-

　　在阴极上氧被还原成氢氧根，由于静电作用，阴极产物向阳极扩散，阳极产物向阴极扩散，然后彼此再进一步作用，形成Fe(OH)₂，进一步氧化生成Fe(OH)₃，其中部分脱水形成铁锈Fe₂O₃·nH₂O。它质地疏松，不能起保护作用，以上反应继续进行，铁锈不断沉积于管内表面形成锈垢。
　　在与水接触的管内表面，有一层似乎不流动的薄水层，流速增大，该水层减薄，通过该水层水流中的氧的扩散、补给容易，故促进锈蚀。当管内流速再加快，氧的补给量增多，铁管表面由于氧气过剩，趋于钝态化，反使腐蚀减小。若流速继续增大，由于紊流将发生气蚀，因机械作用使铁管表面产生空隙腐蚀。
　　配水管网末端的小口径管道，管内流速较小，甚至有时不流动，水中的氧气难以补充，锈蚀较严重。相反，输水干管通常流速大，氧不断由水带入，管内壁趋于钝态，腐蚀速度放慢。就是发生腐蚀，也往往因过大速度使锈垢剥离掉，故发生锈瘤的机会减少。
　　由于腐蚀的生成物能溶于酸性介质中，而不易溶解于碱性介质中。因此pH值偏低的酸性水能促进腐蚀作用，而pH值偏高能阻止或完全停止腐蚀作用。
2.2水中碳酸钙（镁）沉淀形成的水垢
　　在所有的天然水中几乎都含有钙镁离子，并且水中的重碳酸根离子分解出二氧化碳和碳酸根离子，这些钙镁离子和碳酸根离子化合成碳酸钙（镁），它难溶于水而变为沉渣。
　　酸式碳酸钙（镁）的分解作用，可用下式表示：

　　Ca(HCO₃)₂DCaCO₃+CO₂+H₂O

　　把这个重碳酸盐溶液看作是一个平衡的体系，那么就可以确定，当其它条件相同时，二氧化碳的排出导致化学作用单向进行，并使碳酸钙（镁）浓度增大。若浓度超过本身的溶解度，则碳酸钙（镁）必定开始沉淀，直到形成新的平衡状况时为止。因而影响管网水的浊度升高及总硬度的下降。
2.3水中含铁量过高所引起的问题
　　作为给水的水源一般含有铁盐，生活饮用水的卫生标准中规定铁的最大允许浓度不超过0.3mg/L，当铁的含量过大时，应进行除铁处理，否则在管网中容易形成大量沉淀。水中的铁常以重碳酸铁、碳酸铁等形式存在，以重碳酸铁的形式存在时最不稳定，分解出二氧化碳，而生成的碳酸铁经水解成氢氧化亚铁。这种氢氧化亚铁经水中溶解氧的作用，转为絮状沉淀的氢氧化铁。它主要沉淀在管内底部，当管内水流速度较大时，上述沉淀就难以形成；反之，当管内水流速度较小时，就促进管内沉淀物的形成。
2.4管道内的生物性堵塞
　　铁细菌是一种特殊化的营养菌类，它依靠铁盐的氧化，以及在有机物含量极少的清洁水中，顺利地利用细菌本身生存过程中所产生的能而生存。这样，铁细菌附着在管内壁上后，在生存过程中能吸收亚铁盐和排出氢氧化铁，因而形成凸起物。由于铁细菌在生存期间能排出超过其本身体积499倍的氢氧化铁，所以有时能使水管过水截面严重的堵塞，并且这些凸起物是沿着管内壁四周生成的，不仅是管底面而已。大量的亚铁离子储存在铁细菌本身，而在细菌表面生成了氧化后的产物（三价铁的氢氧化合物），它为棕色粘泥。它的反应过程是：

　　4FeCO₃+6H₂O+O₂"4Fe(OH)₃+4CO₂

　　硫酸盐还原菌是一种腐蚀性很强的厌气细菌，它常存在于管内壁上，在没有氧的条件下，在金属管道电化学腐蚀过程中主要在阴极起极化剂的作用，能把硫酸盐还原成硫化合物，这样就加快了管道的腐蚀结垢速度。据报道，在铁硫菌参与下的腐蚀速度会增大300～500倍。
　　任何一种细菌对pH值都有一定的适应性，通常细菌在中性和偏碱性介质中，生长最好。铁细菌和硫酸盐还原菌亦是如此，当pH在8.0时，它们的生长就受到抑制，pH值在8.4以上时基本不生长，试验表明pH在5.96～7.89范围内铁细菌生长；pH在5.96～8.35范围内硫酸盐还原菌生长。
2.5水中悬浮物的沉淀
　　水中悬浮物的沉淀是形成沉渣的最简单过程，尽管多数给水管道所输送的水中悬浮物含量很少，可仍然有沉淀物形成，当深夜用水极少时刻，配水管道水流速度极小，乃至停流状态，为水中微粒自然沉降创造了条件。特别是直接向管网输送的井水，往往把井周围粉砂、细砂随水流带入管内，尤其是生物的集聚粘附性能，使这些悬浮无机物很容易在管道内沉淀于底部。然而当出厂水浊度长期保持在≤0.5NTU时，这样的沉淀应该是不严重的。
　　以上五种情况引起的管内沉淀与结垢，因形成的条件和时间的差异，可分为坚硬性结垢和松软性沉淀。形成坚硬性结垢之原因主要是金属管道自身的腐蚀和生物性结垢，它为金属管道独有。松软性沉淀主要是水中的悬浮铁质及碳酸盐的沉淀，它在金属管道或非金属管道内都可能存在。