石化、电力等行业存在许多在苛刻环境下服役的压力管道设备,通过微试样测试技术可以在不破坏设备结构完整性的前提下评估设备的状态。运用微试样测试技术的首要条件就是对这些设备进行微损取样,本文研究设计了一种针对压力管道或容器的微损取样设备,主要研究内容如下。根据微损取样机取样原理,对核心部件取样刀具进行了整体设计,包括形状、结构和尺寸。对取样刀具PVD涂层的制备进行了研究和设计,以提高取样刀具力学性能。依据微损取样机保持取样过程取样刀具旋转中心稳定及适应现场取样的要求,研究设计了导轨式运动机构和摆臂式运动机构。选择了摆臂式运动机构作为实际取样机构,结合摆臂式运动机构的特点设计了用于不同压力管道的固定系统和微损取样机冷却系统。通过有限元模拟的方法,研究不同进给速度和电主轴转速对取样过程中磨削力以及取样刀具温度的影响。对模拟结果进行分析并依据模拟结果选择合适的电主轴转速以及进给速度,为实际取样过程的参数设定进行指导。针对微损取样机的实际取样情况对控制系统各部件进行选型以及进行控制柜电路设计,根据微损取样机实际取样要求进行PLC程序设计以及人机交互界面设计。使用API 579-1/ASME FFS-1局部金属损失1级评价方法对取样所形成的局部金属损失区域进行评价,并根据1级评价方法准则计算出HG20553系列不同内径和不同壁厚的压力管道的最大取样厚度和最大取样直径。