В рамках этого направления проводятся следующие исследования:

• Разработка методов испытаний и проведение комплексных физико-механических и структурных исследований климатической стойкости перспективных полимерных композитных материалов (ПКМ).
• Изучение и моделирование повреждающего воздействия факторов климата и механических нагрузок, включая разработку методологии, методов и режимов ускоренных климатических испытаний (УКИ) материалов и изделий.
• Оценка и прогнозирование показателей надежности и долговечности ПКМ, изделий и элементов конструкций нефтегазовой отрасли, включая трубопроводы и их сварные соединения в условиях холодного климата.
• Коррекция и разработка нормативно-технической документации по применению перспективных материалов и изделий, проектированию, строительству и эксплуатации трубопроводов в условиях холодного климата.
• Теоретическое и экспериментальное исследование тепловых процессов в полимерных изделиях и разработка методов диагностики их технического состояния в  условиях эксплуатации.
• Математическое моделирование нестационарного теплового процесса в узлах трения с учетом теплообмена с окружающей средой, геометрических размеров, форм и движения элементов.
• Разработка эффективных численных алгоритмов определения температурных полей в узлах трения. Восстановление мощности трения по данным о тепловыделении путем решения нелинейных трехмерных граничных обратных задач теплообмена методами регуляризации.
• Трибологические испытания полимерных композиционных и других материалов. Теоретико-экспериментальное изучение механизмов трения и изнашивания с учетом факторов холодного климата, смазочного слоя, фрикционного разогрева.  Совершенствование и разработка экспериментального оборудование, проведение испытаний материалов в различных условиях, в том числе при естественно низких температурах воздуха. Экспериментальное исследование механизма аномального износа материалов в условиях низких температур воздуха.
• Разработка технологии стыковой и муфтовой сварки полимерных материалов и изделий в условиях низких температур. Экспериментальное исследование тепловых процессов при сварке полимерных труб для газопроводов. Математическое моделирование тепловых процессов при сварке с учетом двухфазной области, грата и используемой теплоизоляционной камеры.
• Разработка методов определения  технологических режимов сварки полимерных труб при температурах воздуха ниже нормативных. Разработка способов контроля качества  сварных соединений.
• Разработка технологии ликвидации аварийных разливов нефти на подводных переходах нефтепроводов. Разработка способов сбора нефти и нефтепродуктов  подо льдом.  Разработка способов превентивной защиты подводных коммуникаций нефтегазодобывающей отрасли в период весеннего ледохода.