Обеспечение надежности и долговечности нефтепроводов – актуальная проблема нефтегазовой отрасли. Перспективным решением для увеличения срока службы трубопроводов и снижения рисков аварий является применение инновационных композиционных материалов и многослойных покрытий с повышенной стойкостью к коррозионно-механическим воздействиям. Цель исследования – рассмотреть новые эпоксидные покрытия, модифицированные наноразмерными частицами оксида алюминия, углеродными нанотрубками и другими функциональными добавками, а также высокопрочные трубные стали и бетоны со специальными ингибирующими компонентами. В работе использованы современные методы компьютерного моделирования. Полученные данные обрабатывались с применением методов статистического анализа. Изучены составы и технологии получения инновационных эпоксидных покрытий серии FastPipe с повышенными показателями адгезии, прочности и стойкости в агрессивных средах. Исследованы оптимизированные режимы термомеханической обработки низколегированных трубных сталей, обеспечивающие увеличение их предела прочности до 620–670 МПа. Рассмотрены инновационные рецептуры модифицированных бетонов с пониженной скоростью карбонизации и высокой стойкостью к сульфатной коррозии. Полученные результаты вносят вклад в развитие исследований физико-химической механики нефтегазовых материалов, теории коррозии и защиты от коррозии. Показаны перспективы использования методов мультимасштабного дизайна функциональных композитов для решения практических задач трубопроводного транспорта. Ensuring the reliability and durability of oil pipelines is a pressing issue in the oil and gas industry. A promising solution for increasing the service life of pipelines and reducing the risk of accidents is the use of innovative composite materials and multilayer coatings with increased resistance to corrosion and mechanical influences. The aim of the study is to examine new epoxy coatings modified with nano-sized aluminum oxide particles, carbon nanotubes and other functional additives, as well as the high-strength pipe steels and concretes with special inhibitory components. The work uses modern methods of computer modeling. The obtained data was processed using statistical analysis methods. The compositions and technologies for obtaining innovative epoxy coatings of the FastPipe series with increased adhesion, strength and resistance in aggressive environments have been studied. Optimized modes of thermomechanical processing of low-alloy pipe steels have been studied, ensuring an increase in their tensile strength to 620-670 MPa. Innovative formulations of modified concretes with reduced carbonation rate and high resistance to sulfate corrosion have been considered. The obtained results contribute to the development of research into the physical and chemical mechanics of oil and gas materials, the theory of corrosion and corrosion protection. The prospects of using methods of multiscale design of functional composites for solving practical problems of pipeline transport are shown.