對金屬管道而言，輸送的水就是一種電解液，水的pH值影響著管道的腐蝕速度，水中的溶解氧及二氧化碳的存在，是管道腐蝕的重要因素。
因電化學(xué)反應(yīng)，對于偏堿性水，且無侵蝕性二氧化碳時(shí)，首先生成的是氫氧化亞鐵，然后被水中溶解氧氧化，生成氫氧化鐵，形成鈍化保護(hù)膜，使管壁的腐蝕速度減慢。否則，在生成氫氧化亞鐵后，與二氧化碳作用生成重碳酸亞鐵，它具有可溶性而流失于水中，被水中溶解氧氧化，生成氫氧化鐵，出現(xiàn)紅水，其中部分脫水形成鐵銹。
金屬管本身含有許多雜質(zhì)，金屬和雜質(zhì)之間存在電位差，在水的介質(zhì)內(nèi)，形成無數(shù)微腐蝕電池。首先在鐵管表面上某一部位因鐵被腐蝕成鐵離子，進(jìn)入水中，而形成陽極。其反應(yīng)式為：
Fe→Fe+2+2e
所釋解的電子傳遞到鐵管表面的另一部位，形成陰極。
當(dāng)pH≤7時(shí)，在陰極發(fā)生析氫反應(yīng)，水在陰極失去氫離子而增加氫氧離子，當(dāng)達(dá)到足夠的數(shù)量時(shí)，和水中的鐵離子形成氫氧化亞鐵，再被水中溶解氧氧化成氫氧化鐵，其中部分脫水形成鐵銹，沉積于管內(nèi)表面，呈凹凸不平的銹垢，故鐵銹是鐵生成含水氧化鐵的現(xiàn)象。其反應(yīng)式如下：
2H2O→2H++2OH-
2H++2e→H↑
Fe+2+2OH-→Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3
(紅棕色沉淀)
2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O
當(dāng)pH>7時(shí)，在陰極將發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
O2+2H2O+4e→OH-
在陰極上氧被還原成氫氧根，由于靜電作用，陰極產(chǎn)物向陽極擴(kuò)散，陽極產(chǎn)物向陰極擴(kuò)散，然后彼此再進(jìn)一步作用，形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化生成Fe(OH)3，其中部分脫水形成鐵銹Fe2O3·nH2O。它質(zhì)地疏松，不能起保護(hù)作用，以上反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，鐵銹不斷沉積于管內(nèi)表面形成銹垢。
在與水接觸的管內(nèi)表面，有一層似乎不流動的薄水層，流速增大，該水層減薄，通過該水層水流中的氧的擴(kuò)散、補(bǔ)給容易，故促進(jìn)銹蝕。當(dāng)管內(nèi)流速再加快，氧的補(bǔ)給量增多，鐵管表面由于氧氣過剩，趨于鈍態(tài)化，反使腐蝕減小。若流速繼續(xù)增大，由于紊流將發(fā)生氣蝕，因機(jī)械作用使鐵管表面產(chǎn)生空隙腐蝕。
配水管網(wǎng)末端的小口徑管道，管內(nèi)流速較小，甚至有時(shí)不流動，水中的氧氣難以補(bǔ)充，銹蝕較嚴(yán)重。相反，輸水干管通常流速大，氧不斷由水帶入，管內(nèi)壁趨于鈍態(tài)，腐蝕速度放慢。就是發(fā)生腐蝕，也往往因過大速度使銹垢剝離掉，故發(fā)生銹瘤的機(jī)會減少。
由于腐蝕的生成物能溶于酸性介質(zhì)中，而不易溶解于堿性介質(zhì)中。因此pH值偏低的酸性水能促進(jìn)腐蝕作用，而pH值偏高能阻止或完全停止腐蝕作用。
2.2水中碳酸鈣（鎂）沉淀形成的水垢
在所有的天然水中幾乎都含有鈣鎂離子，并且水中的重碳酸根離子分解出二氧化碳和碳酸根離子，這些鈣鎂離子和碳酸根離子化合成碳酸鈣（鎂），它難溶于水而變?yōu)槌猎?/FONT>
酸式碳酸鈣（鎂）的分解作用，可用下式表示：
Ca(HCO3)2DCaCO3+CO2+H2O
把這個(gè)重碳酸鹽溶液看作是一個(gè)平衡的體系，那么就可以確定，當(dāng)其它條件相同時(shí)，二氧化碳的排出導(dǎo)致化學(xué)作用單向進(jìn)行，并使碳酸鈣（鎂）濃度增大。若濃度超過本身的溶解度，則碳酸鈣（鎂）必定開始沉淀，直到形成新的平衡狀況時(shí)為止。因而影響管網(wǎng)水的濁度升高及總硬度的下降。
2.3水中含鐵量過高所引起的問題
作為給水的水源一般含有鐵鹽，生活飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鐵的最大允許濃度不超過0.3mg/L，當(dāng)鐵的含量過大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行除鐵處理，否則在管網(wǎng)中容易形成大量沉淀。水中的鐵常以重碳酸鐵、碳酸鐵等形式存在，以重碳酸鐵的形式存在時(shí)最不穩(wěn)定，分解出二氧化碳，而生成的碳酸鐵經(jīng)水解成氫氧化亞鐵。這種氫氧化亞鐵經(jīng)水中溶解氧的作用，轉(zhuǎn)為絮狀沉淀的氫氧化鐵。它主要沉淀在管內(nèi)底部，當(dāng)管內(nèi)水流速度較大時(shí)，上述沉淀就難以形成；反之，當(dāng)管內(nèi)水流速度較小時(shí)，就促進(jìn)管內(nèi)沉淀物的形成。
2.4管道內(nèi)的生物性堵塞
鐵細(xì)菌是一種特殊化的營養(yǎng)菌類，它依靠鐵鹽的氧化，以及在有機(jī)物含量極少的清潔水中，順利地利用細(xì)菌本身生存過程中所產(chǎn)生的能而生存。這樣，鐵細(xì)菌附著在管內(nèi)壁上后，在生存過程中能吸收亞鐵鹽和排出氫氧化鐵，因而形成凸起物。由于鐵細(xì)菌在生存期間能排出超過其本身體積499倍的氫氧化鐵，所以有時(shí)能使水管過水截面嚴(yán)重的堵塞，并且這些凸起物是沿著管內(nèi)壁四周生成的，不僅是管底面而已。大量的亞鐵離子儲存在鐵細(xì)菌本身，而在細(xì)菌表面生成了氧化后的產(chǎn)物（三價(jià)鐵的氫氧化合物），它為棕色粘泥。它的反應(yīng)過程是：
4FeCO3+6H2O+O2"4Fe(OH)3+4CO2
硫酸鹽還原菌是一種腐蝕性很強(qiáng)的厭氣細(xì)菌，它常存在于管內(nèi)壁上，在沒有氧的條件下，在金屬管道電化學(xué)腐蝕過程中主要在陰極起極化劑的作用，能把硫酸鹽還原成硫化合物，這樣就加快了管道的腐蝕結(jié)垢速度。據(jù)報(bào)道，在鐵硫菌參與下的腐蝕速度會增大300～500倍。
任何一種細(xì)菌對pH值都有一定的適應(yīng)性，通常細(xì)菌在中性和偏堿性介質(zhì)中，生長最好。鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌亦是如此，當(dāng)pH在8.0時(shí)，它們的生長就受到抑制，pH值在8.4以上時(shí)基本不生長，試驗(yàn)表明pH在5.96～7.89范圍內(nèi)鐵細(xì)菌生長；pH在5.96～8.35范圍內(nèi)硫酸鹽還原菌生長。
2.5水中懸浮物的沉淀
水中懸浮物的沉淀是形成沉渣的最簡單過程，盡管多數(shù)給水管道所輸送的水中懸浮物含量很少，可仍然有沉淀物形成，當(dāng)深夜用水極少時(shí)刻，配水管道水流速度極小，乃至停流狀態(tài)，為水中微粒自然沉降創(chuàng)造了條件。特別是直接向管網(wǎng)輸送的井水，往往把井周圍粉砂、細(xì)砂隨水流帶入管內(nèi)，尤其是生物的集聚粘附性能，使這些懸浮無機(jī)物很容易在管道內(nèi)沉淀于底部。然而當(dāng)出廠水濁度長期保持在≤0.5NTU時(shí)，這樣的沉淀應(yīng)該是不嚴(yán)重的。
以上五種情況引起的管內(nèi)沉淀與結(jié)垢，因形成的條件和時(shí)間的差異，可分為堅(jiān)硬性結(jié)垢和松軟性沉淀。形成堅(jiān)硬性結(jié)垢之原因主要是金屬管道自身的腐蝕和生物性結(jié)垢，它為金屬管道獨(dú)有。松軟性沉淀主要是水中的懸浮鐵質(zhì)及碳酸鹽的沉淀，它在金屬管道或非金屬管道內(nèi)都可能存在。
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